随着我国经济社会的快速发展，制造强国和网络强国战略落实推进，各行各业对无线电频谱资源的需求不断增加。公众移动通信、广播电视、民航、铁路、安防等领域不断提出新的频谱需求，相对有限的频谱资源和不断增长的频谱需求之间的矛盾越来越突出。为了合理规划和有效使用无线电频谱资源，无线电监测数据分析变得越来越重要。科学有效的数据分析是支撑频谱资源合理规划和高效使用的重要前提，而无线电监测数据分析中的变量和指标体系是数据分析的基础。
1变量和指标体系
1.1变量
在统计学上，根据变量的可量性可以将变量划分为定类变量、定序变量、定距变量和定比变量四种类型，它们的可量性依次越来越高，后者包含前者，前者不包含后者。定类变量是指将总体单位按照某种属性或特征划分为若干并列的类别，也叫列名变量。定类变量是最基本、最粗略的计量尺度，只可以进行=或≠运算。例如按调制方式将无线电监测数据分为调频、调幅、调相和混合调制四类。定序变量是指把总体单位按一定特征的大小、高低、强弱等顺序排列起来，构成定序数据，也叫顺序变量。定序变量是计量尺度更高一级的变量，可以进行>、<、=或≠运算。例如将无线电监测数据的频率由低到高排列成7.23MHz、8.5MHz、9.5MHz、10MHz等等。定距变量，可以准确计算个体单位之间的差距是多少。不仅可以进行定类变量和定序变量的全部运算，还可以进行加减运算，即可以进行>、<、=、≠、+或-运算。例如无线电监测数据中的接收电平为-31dBm、-42dBm、-60dBm等。定比变量也叫比率变量，是度量层次最高的数据测量尺度，它不仅可以进行比它低一级度量变量相同的运算，还可以进行乘除运算，即可以进行>、<、=、≠、+、-、×或÷运算。例如功率大小为20W、30W、40W、100W等。
1.2指标及指标体系
指标是反映和说明统计总体数量特征的科学概念与具体数值。按性质不同可以分为数量指标和质量指标，数量指标是说明总体规模和水平的各种总量指标，质量指标是反映总体效益或质量的相对指标或平均指标。指标具有数量性、综合性、客观性、科学性和可操作性等特点。指标体系是一系列相互联系、相互制约，从不同角度、层面、环节全面反映复杂总体特征的指标系统。单一的指标只能反映研究对象某一方面的特征，要全面了解研究对象，必须建立科学的指标体系。
2无线电监测数据变量分析
常用的无线电监测数据变量有频率、电平、带宽等。频率变量是一个定序变量，可以按频率高低顺序排列起来。频率变量取值虽然是数值，但是只能进行排序，不能进行加减乘除运算。电平变量是一个定距变量，不仅可以进行分类、排序，还可以进行加减法运算。带宽变量也是一个定距变量，可以在定序变量的基础上进行加减运算。调制方式变量是一个定类变量，可以对数据进行分类，但是只能进行=或≠运算。监测时间是一个定序变量。表1为无线电监测数据分析常用的变量及其类别。
3无线电监测数据分析指标体系
任何数据分析都需要一个具体的分析目标，或者称为研究问题。如我们研究某一区域，一定时间范围内的调频广播频段频谱使用情况。以此问题为例来分析无线电监测数据中的变量及其指标体系。先确定这一问题的总体，即某一区域时间在2021年7月17日00:00-24:00之间，频率为87-108MHz的监测数据。每个总体单位的电平、带宽、调制方式、监测时间等标志都可能不同，这些标志就是变量。具体监测数据示例如表2所示。为分析该频段频谱使用情况，建立以功率电平指标、占用带宽指标和占用度指标为主的指标体系，从功率、带宽和频谱占用等方面进行分析，其中各指标又通过不同指标来体现数据情况。
3.1功率电平指标
L3.1.1最大电平LMAX最大电平是指总体单位中功率电平变量取值最大的值，用LMAX表示，计算方法是直接在功率电平变量中求最大值。上述例子中频率为99MHz的广播信号是这一区域内功率电平最大的信号，电平为-27dBm。该指标说明了这一区域内收到的信号的最大功率电平。3.1.2最小电平LMIN最小电平是指总体单位中功率电平变量取值最小的值，用LMIN表示，计算方法是直接在功率电平变量中求最小值。上述例子中频率为89.8MHz的广播信号是这一区域内功率电平最小的信号，电平为-51dBm。该指标说明了这一区域内收到的信号的最小功率电平。3.1.3平均电平LAVG平均电平是指总体单位中功率电平变量的平均值，用LAVG表示，计算方法是在所有功率电平变量中求平均值。设各总体单位对应的功率电平分别为P1、P2、P3…Pi，则平均电平LAVG=(P1+P2+P3…+Pi)/i。上述例子中平均电平LAVG=(-46-51+…-47)/8=-40dBm。该指标说明了这一区域内收到的调频广播信号的平均功率电平情况，这一指标还可以说明这一区域内的信号整体接收状况。
3.2占用带宽指标
B3.2.1最大带宽BMAX最大带宽是指总体单位中占用带宽变量最大的值，用BMAX表示，计算方法是在占用带宽变量中求最大值。上述例子中频率为88.7MHz的广播信号占用带宽最大，为250kHz。该指标说明了这一区域内收到的信号占用带宽最大的信号情况。3.2.2最小带宽BMIN最小带宽是指总体单位中占用带宽变量最小的值，用BMIN表示，计算方法是在占用带宽变量中求最小值。上述例子中频率为89.8MHz的广播信号占用带宽最小，为156kHz。该指标说明了这一区域内收到的信号占用带宽最小的信号情况。3.2.3平均带宽BAVG平均带宽是指总体单位中占用带宽变量的平均值，用BAVG表示，计算方法是求全部总体单位占用带宽的平均值。设各总体单位对应的占用带宽分别为B1、B2、B3…Bi，则平均电平BAVG=(B1+B2+B3…+Bi)/i。上述例子中广播信号占用平均带宽BAVG=(250+156+…+209)/8=201.625kHz，该指标说明了这一区域内收到的信号平均占用带宽的情况。
3.3频谱占用度指标
O3.3.1信道占用度OCHANEL信道占用度是指在某一具体信道内，电平值超过一定限值的时间与总测量时间之比，用OCHANEL表示，根据总测量时间可以分为小时占用度、天占用度、周占用度、月占用度、年占用度等等。上述示例中各信道的信道天占用度为100%，因为全天都监测到了各调频广播的信号发射。3.3.2频段占用度OFRQ频段占用度是指在某一具体业务频段和测量时间内，占用信道数与总信道数之比，用OFRQ表示。设各研究频段内总信道数为M，实际使用信道为N，则OFRQ=N/M。上述例子中调频广播频段信道总数为210个，频段占用度OFRQ=8/210=3.8%，该指标说明了这一区域内某频段被实际占用的情况。3.3.3频带占用度OBAND频带占用度是指频段内所有信号的占用带宽之和与整个研究频段带宽之比，用OBAND表示。OBAND=(B1+B2+B3…+Bi)/X=(BAVG×i)/X，上述示例中OBAND=(0.25+0.156+…+0.209)MHz/(108-87)MHz×100=1.613/21×100=7.68%，说明该地区实际使用调频广播频段带宽占整个调频广播频段21MHz的7.68%。
4结束语
变量、指标是无线电监测数据分析的基础，指标体系是无线电监测数据分析的理论体系。准确把握变量、指标是开展无线电监测数据分析的前提，建立完善的指标体系是全面分析无线电监测数据的必要条件。本文分析了无线电监测数据中的变量，在示例中通过功率电平指标、占用带宽指标和频谱占用度指标，全面分析了某地区某时间段调频广播频段的频谱使用情况。
参考文献：
[1]叶厚元.统计学原理与分析.武汉:武汉理工大学出版社,2012
[2]ITU.频谱监测手册.2011
[3]段洪涛.频段占用度测量研究[J].中国无线电,2010(06)
《无线电监测数据分析中的变量和指标体系分析》来源：《中国无线电》，作者:李应斌 周忠超 张晓云 刘曦元
