《5G移动通信基站电磁辐射环境监测方法(试行)》

《5G移动通信基站电磁辐射环境监测方法(试行)》1适用范围本方法适用于工作频率范围为450MHz~52.6GHz的公众移动通信第五代（5G）宏基站、微基站、分布式皮基站、室内分布系统的电磁辐射环境监测，涵盖新建、改建、扩建5G基站的竣工环保验收监测、生态环境主管部门日常监督性监测、群众投诉纠纷类专项监测三类场景。本方法不适用于定制化5G专网高功率定向发射场景、车路协同低时延高功率V2X基站的辐射监测，此类场景可参考本方法结合行业专项规范开展监测。2规范性引用文件下列文件对于本方法的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本方法；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本方法。GB8702-2014《电磁环境控制限值》HJ1152-2020《移动通信基站电磁辐射环境监测方法》YD/T3787-2020《5G数字蜂窝移动通信网基站设备技术要求（第一阶段）》GB/T18204.1-2013《公共场所卫生检验方法第1部分：物理因素》JJG1038-2008《电磁辐射分析仪检定规程》3GPPTS38.104《5G基站无线发射和接收性能》3术语和定义3.15G组网模式：分为独立组网（SA）和非独立组网（NSA）两类，SA模式下5G基站独立承担上下行数据传输，NSA模式下5G基站与4G锚点站联合组网，4G基站承担信令传输、5G基站承担数据传输。3.2大规模多输入多输出（MassiveMIMO）：5G基站核心技术，通过8~64通道天线阵列实现波束赋形，可将信号能量定向汇聚到用户终端所在方向，目标方向波束增益最高可达25dBi，非目标方向增益可低至-10dBi以下。3.3等效全向辐射功率（EIRP）：基站天线发射功率与天线增益的乘积，是衡量基站辐射强度的核心参数，64通道宏基站单小区最大EIRP范围为43dBm~55dBm（20W~316W）。3.4远场距离：电磁波辐射特性由球面波过渡到平面波的最小距离，计算公式为R=2D²/λ，其中D为天线阵列最大口径（单位：m），λ为工作频段波长（单位：m）。以3.5GHz频段64通道天线为例，阵列口径约0.8m，波长约0.0857m，远场距离约为15m。3.5时间平均功率密度：单位面积内的电磁辐射功率在规定时间内的平均值，是电磁环境评价的核心指标，单位为μW/cm²。3.6物理资源块（PRB）利用率：5G基站下行时隙中实际被调度使用的资源块占总资源块的比例，是衡量基站业务负荷的核心指标，100MHz带宽3.5GHz频段单小区总PRB数量为273个。4监测原理基于非电离辐射远场测量原理，在基站天线远场区域内，通过各向同性宽频带电磁辐射分析仪，测量5G基站下行发射信号的时间平均功率密度，结合基站工况参数换算得到满负荷状态下的辐射水平，对照GB8702-2014规定的公众暴露控制限值开展评价。GB8702-2014中与5G基站相关的公众暴露限值如下：（1）工作频率30MHz~3GHz：功率密度限值为40μW/cm²，适用于700MHz、2.6GHz等5G频段；（2）工作频率3GHz~15GHz：功率密度限值为f/75μW/cm²（f为工作频率，单位为MHz），如3.5GHz频段限值约为46.7μW/cm²、4.9GHz频段限值约为65.3μW/cm²；（3）工作频率15GHz~300GHz：功率密度限值为200μW/cm²，适用于26GHz、49GHz等毫米波5G频段。5监测准备5.1仪器准备5.1.1性能要求：监测仪器需覆盖被测基站所有工作频段，Sub-6G频段监测仪频率覆盖范围需满足450MHz~6GHz，毫米波频段监测仪频率覆盖范围需满足24GHz~52.6GHz；功率密度测量动态范围不小于-60dBm/cm²~+20dBm/cm²，测量误差不超过±2dB；工频电场抗扰度不小于20kV/m，避免高压输电线路干扰。5.1.2探头要求：优先选用各向同性探头，水平与垂直极化响应偏差不超过±1dB；毫米波频段需选用准光学口径探头，避免驻波效应导致的测量误差，探头口径不小于2倍工作波长。5.1.3校准要求：监测仪器需经法定计量技术机构校准，校准有效期不超过12个月；每次现场监测前需完成零点校准与仪器自检，校准过程中探头需距离所有电磁辐射源至少5m、距离金属物体至少1m，自检不合格的仪器不得投入使用。5.2基站参数收集监测前需向运营商收集以下参数：（1）基础参数：基站编号、经纬度、建设地址、组网模式、共址站（2G/3G/4G）参数；（2）射频参数：工作频段、带宽、通道数、单通道最大发射功率、最大EIRP、参考信号功率配置、上下行时隙配比、特殊子帧配置；（3）天线参数：天线安装位置、高度、方位角、机械倾角、电子倾角、阵列口径、最大赋形增益；（4）工况参数：监测前1周小区平均PRB利用率、高峰时段PRB利用率。5.3人员准备监测人员需持有省级及以上生态环境主管部门颁发的辐射环境监测上岗证，熟悉5G基站通信原理与电磁辐射监测标准，现场监测时需穿着无金属装饰的纯棉工作服，不得携带手机、对讲机等电磁发射设备靠近探头，避免干扰测量结果。6监测方案制定6.1工况要求针对不同监测场景需满足对应的工况条件：（1）竣工环保验收监测：需协调运营商通过后台加载测试信号，使单小区下行PRB利用率不低于90%，或通过扫频仪同步测量参考信号接收功率（RSRP），换算得到基站发射功率负荷达到满负荷的90%以上，换算公式为：η=10^((P_RSRP-(P_T-10lgN_RB))/10)，其中η为负荷比，P_RSRP为实测单通道RSRP（单位：dBm），P_T为单通道最大发射功率（单位：dBm），N_RB为单小区总PRB数量。（2）日常监督性监测：可在基站正常业务负荷下开展，需同步记录监测时段的PRB利用率，PRB利用率低于30%的需在监测报告中明确标注，评价时不得随意换算至满负荷状态。（3）投诉纠纷专项监测：需选择业务高峰时段（每日19:00~22:00）或用户反映辐射异常的时段开展，监测时基站PRB利用率需不低于50%，低于50%的需加载测试信号提升负荷后再开展监测。6.2点位布设原则6.2.1宏基站点位布设：（1）优先选择公众经常活动的区域，包括居民住宅的阳台、窗户、楼顶平台、小区广场、学校、医院等敏感目标，点位需距离其他电磁辐射源（高压输电线、广播电视塔、雷达站等）至少100m，避免干扰；（2）水平距离梯度：布设10m、20m、30m、50m、100m四个特征点位，敏感目标距离基站超过100m的，在最近的敏感目标处增设点位；（3）垂直方向要求：点位探头高度需与敏感目标的活动高度一致，优先选择低于天线主瓣高度的点位，严禁在天线主瓣正前方15m（远场距离以内）布设监测点位，避免数据失真；（4）共址基站点位：2G/3G/4G/5G共址的基站，需在同一点位分别测量各系统的辐射贡献。6.2.2微基站/皮基站点位布设：（1）点位布设在距离天线0.5m、1m、2m、5m的公众活动区域，探头高度为1.5m~1.7m（对应人体站立时头部高度）；（2）墙面安装的微基站，点位需布设在天线主瓣覆盖方向的行人路径上，避免布设在天线背向区域。6.2.3室内分布系统点位布设：（1）每个楼层至少布设3个点位，覆盖天线正下方、人员长期停留的工位、床头、沙发等区域；（2）天线正下方点位分别设置在距离天线0.3m、1m、2m处，探头高度与人员活动高度一致。6.3监测高度要求所有户外监测点位探头高度为1.5m~1.7m，阳台、窗户处监测的探头需伸出窗外至少0.5m，避免墙体遮挡导致测量值偏低；室内监测点位探头需距离墙面、家具等反射体至少0.3m，避免反射波干扰。7现场监测操作7.1现场核查到达监测现场后首先核对基站参数与收集的参数是否一致，包括天线位置、高度、方位角、倾角，通过运营商后台确认基站无告警、处于正常工作状态，核实PRB利用率符合监测工况要求后方可开展监测。雨天、相对湿度大于90%、风速大于8m/s时不得开展户外监测，避免气象条件影响电磁波传播导致数据误差。7.2测量操作（1）仪器自检与校准：开机后完成零点校准，确认仪器自检合格后将探头固定在三脚架上，探头朝向基站天线方向，避免监测人员身体遮挡探头。（2）测量时长：TDD制式5G基站每个点位的单次测量时间不小于1min，确保覆盖至少100个完整的上下行周期与5G波束全扫描周期；毫米波5G基站单次测量时间不小于2min，确保捕捉到波束驻留时的峰值功率密度。（3）测量次数：验收监测每个点位连续测量5次，取5次测量值的算术平均值作为最终结果；监督性监测每个点位连续测量3次，取平均值；投诉专项监测每个点位连续测量10次，同时记录平均值与最大值。7.3干扰排查测量值出现异常偏高时，需采用频谱分析仪开展频谱扫描，区分不同频率的信号贡献，排除WiFi（2.4GHz/5.8GHz）、蓝牙、对讲机、广播电视信号等非5G信号的干扰，记录干扰源的频率、强度，无法排除干扰的点位需标注干扰情况，监测结果不作为评价依据。7.4现场记录现场需如实填写原始记录，内容包括：基站编号、监测日期、时间、天气参数（温度、湿度、风速）、点位经纬度、距离基站天线的水平距离、垂直高度差、仪器型号与编号、校准有效期、每次测量值、PRB利用率、干扰情况、监测人员签字，原始记录不得涂改，涂改无效。8数据处理与评价8.1数据修正验收监测时若PRB利用率未达到90%，需将实测功率密度换算至满负荷状态，换算公式为：S_full=S_meas(1/η_meas)，其中S_full为满负荷功率密度（单位：μW/cm²），S_meas为实测平均功率密度（单位：μW/cm²），η_meas为监测时段的平均PRB利用率；日常监测与投诉监测不得进行负荷换算，直接采用实测值评价。8.2数据取舍单次测量值与该点位平均值偏差超过20%的，需排查是否为干扰或操作失误导致，确认无效的可剔除该组数据并重新测量，有效测量数据不足规定次数的需补充测量。8.3叠加计算多系统共址基站的总功率密度为各系统实测功率密度的算术和，计算公式为：S_total=ΣS_i，其中S_i为第i个通信系统的实测功率密度，总功率密度需符合GB8702-2014的限值要求。8.4结果评价（1）评价需同时给出5G基站单系统贡献值与所有辐射源总贡献值，明确是否符合标准要求；（2）评价时需注明监测工况、点位位置、是否在基站主瓣方向等信息，若监测点位在天线副瓣或背向区域，需说明该区域为非主要覆盖区域，辐射水平低于主瓣方向；（3）投诉专项监测的评价结果需同时给出平均值与最大值，若最大值超过限值需说明持续时间，若持续时间不足6min（符合GB8702-2014的时间平均要求），则以6min平均功率密度作为评价依据。9质量控制要求9.1仪器质量控制每6个月对监测仪器开展一次期间核查，采用标准电磁场校准仪器的测量误差，误差超过±2dB的仪器需重新校准后方可使用；每次监测结束后需再次开展仪器自检，确认仪器未出现故障，若自检不合格则该批次监测数据无效。9.2点位质量控制每个监测批次需布设至少10%的平行监测点位，平行点位的测量值偏差不超过10%，偏差超过10%的需重新测量，排查点位布设、操作不规范等问题。9.3人员质量控制监测人员每年至少参加1次5G电磁辐射监测专项培训，考核合格后方可上岗；现场监测至少2人共同开展，一人操作仪器、一人记录数据，记录完成后两人共同签字确认。9.4数据质量控制原始记录与电子监测数据需至少保存3年，监测报告实行三级审核制度，编制人负责核对数据与原始记录的一致性，审核人负责核对监测方法、评价标准的符合性，签发人负责审核结论的准确性，三级审核签字后方可出具正式报告。10特殊场景监测要求10.1毫米波5G基站监测毫米波频段（24GHz~52.6GHz）5G基站的波束宽度仅为3°~10°，监测前需采用波束追踪仪确定天线主瓣方向，在主瓣方向按梯度布设点位，探头需严格对准天线方向，单次测量时间不小于2min；毫米波频段功率密度限值为200μW/cm²，评价时需单独标注频率对应的限值。10.2NSA组网基站监测NSA组网基站需同时测量5G基站与4G锚点站的辐射贡献，叠加后计算总功率密度；若锚点站与5G基站采用共天线设计，需通过频谱分析区分两个系统的信号贡献，不得合并测量。10.3高铁沿线5G基站监测高铁沿线5G基站采用高增益定向天线，主瓣方向沿铁轨延伸，点位需布设在铁轨两侧公众可到达的区域，距离铁轨至少10m；监测需分别记录列车经过时的峰值功率密度与无列车经过时的平均功率密度，评价时以6min平均功率密度作为依据。10.4高密度城区微基站集群监测高密度城区微基站间距仅为50m~100m，监测点位需布设在多个微基站的重叠覆盖区域，分别测量每个微基站的辐射贡献，叠加后计算总功率密度，若总功率密度超过限值需协调运营商优化基站功率参数与天线倾角。11监测报告编制要求监测报告需包含以下内容：（1）项目概况：监测目的、监测范围