CMMB发射系统测试方案.docx
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CMMB发射系统测试方案
CMMB发射系统测试方案
第一部分：
CMMBUHF频段发射机性能检测
第二部分：
CMMBUHF频段地面发射系统覆盖效果测试
桂林市思奇通信设备有限公司
二○○九年三月
第一部分：
CMMB（移动多媒体广播）
UHF频段发射机性能检测
一、
检测设备及目的
检测我公司生产的数字功率100WCMMBUHF发射机的性能指标。
二、依据标准
GD/J020-2008《移动多媒体广播UHF频段发射机技术要求和测量方法》。
三、检测单位
四、性能要求
以下均引用自GD/J020-2008《移动多媒体广播UHF频段发射机技术要求和测量方法》。
移动多媒体广播发射机性能要求见表1。
表1 移动多媒体广播发射机性能要求
序号
项目
指标
1
工作频率
应符合GB/T14433-1993有关UHF频段规定，见附录B
2
频率调整步长
多频网模式
≤1kHz
单频网模式
≤1Hz
3
频率稳定度（3个月）
采用内部参考源
≤110-7
采用外接参考源
≤110-10
4
频率准确度
多频网模式
±100Hz
单频网模式
±1Hz
5
本振相位噪声
≤-85dBc/Hz@1kHz
≤-95dBc/Hz@10kHz
≤-110dBc/Hz@100kHz
6
射频输出功率稳定度（24小时）
±0.3dB
7
射频有效带宽
7.512MHz
8
输出负载的反射损耗
正常工作：
≥26dB
允许工作：
≥20dB
9
频谱模板
应符合GY/T220.1-2006规定，见图3和表3
10
带肩（在偏离中心频率±4.2MHz处）
≤-36dBc
11
带内不平坦度（fc±3.756MHz）
±0.5dB
12
调制误差率（MER）
≥32dB
13
峰值平均功率比
满足CCDF曲线模板要求，见图4
14
带外杂散
邻频道内
≤-45dB（相对于带内发射功率），并且≤13mW
邻频道外
≤-60dB（相对于带内发射功率），并且≤13mW
15
单频网时延调整范围
0s～4s
16
单频网时延调整步进
100ns
图3调制信号频谱模板（Bf=8MHz）
表2带内功率定义为0dB时频谱模板中各点相对功率值（Bf=8MHz）
相对频率
（MHz）
相对功率等级
（dB）
-12
-90
-8
-84
-4.2
-72
-3.8
-37
3.8
-37
4.2
-72
8
-84
12
-90
图4CCDF曲线模板
五、检测方法
以下均引用自GD/J020-2008《移动多媒体广播UHF频段发射机技术要求和测量方法》。
工作模式测量
测量框图
见图5。
图5工作模式测量框图
测量步骤
测量步骤如下：
a）按图5所示连接测量设备；
b）设置被测发射机工作于GY/T220.1-2006规定的工作模式之一；
c）PMS输入信号或测试图像信号；
d）设置测量接收机的工作频率和模式与被测发射机一致；
e）要求在所有的工作模式下，误码分析仪的误码率在1分钟内读数为0；
f）采用测试图像序列，监视器显示图像无损伤。
g）改变被测发射机工作模式，重复步骤c）～d），直至遍历GY/T220.1-2006规定的所有工作模式。
本振性能测量
频率调节步长
图6本振性能测量框图
测量框图
见图6。
测量步骤
测量步骤如下：
a）按图6连接测量设备；
b）将被测发射机的本振监测口连接到频率计或频谱分析仪；
c）测量并记录本振信号的频率；
d）按照最小调节步长调节一次本振信号频率；
e）测量并记录本振信号的频率；
f）两次测量的本振信号频率之差即为频率调节步长。
本振频率的准确度
测量框图
见图6。
测量步骤
测量步骤如下：
a）按图6连接测量设备；
b）将发射机的本振监测口连接到频率计或者频谱分析仪；
c）测量并记录本振信号的频率；
d）标称频率与测量频率之差的绝对值即为本振频率的准确度。
本振相位噪声
测量框图
见图6。
测量步骤
测量方法一（频谱分析仪带相位噪声测量功能）：
a）按图6连接测量设备；
b）设置被测发射机工作于GY/T220.1-2006规定的任一工作模式；
c）选择相位噪声测量功能，设置频谱分析仪中心频率为标称工作频率，测量带宽设置为2MHz，即可测得本振相位噪声结果。
测量方法二（频谱分析仪无相位噪声测量功能）：
a）按图6连接测量设备；
b）设置被测发射机工作于GY/T220.1-2006规定的任一工作模式；
c）设置频谱分析仪中心频率为标称工作频率，根据测量频率点位置不同，适当设置RBW，分别测量1kHz、10kHz和100kHz频率处幅度相对标称工作频率处幅度的差值，记为Ap，并根据式
（1）换算得到各频率点相位噪声。
Np=Ap-10log（1.2RBW/1Hz）+2.5……………………
（1）
频谱特性测量
频谱模板
测量框图
见图7。
图7频谱特性测量框图
测量步骤
测量步骤如下：
a）按图7连接测量设备，用频谱分析仪进行测量；
b）设置被测发射机工作于GY/T220.1-2006规定的任一工作模式；
c）PMS输入信号不大于工作模式载荷速率的测试码流；
d）设置频谱分析仪中心频率为发射机工作频率，RBW设置为4kHz；
e）测量并记录输出信号的频谱，判断是否满足图3和表3中频谱模板的要求。
射频有效带宽
测量框图
见图7。
测量步骤
测量步骤如下：
a）如图7所示连接测量系统；
b）设置发射机工作于GY/T220.1-2006规定的任一工作模式；
c）PMS输入信号不大于工作模式载荷速率的测量码流；
d）设置频谱分析仪中心频率为发射机工作频率，RBW设置为1kHz，VBW设置为1kHz；
e）分别读取最高端、最低端子载波频率，射频有效带宽为两者之差。
带内频谱不平坦度
测量框图
见图7。
测量步骤
测量步骤如下：
a）按图7连接测量设备，用频谱分析仪进行测量；
b）设置被测发射机工作于GY/T220.1-2006规定的任一工作模式；
c）PMS输入信号不大于工作模式载荷速率的测量码流；
d）测量带内最大和最小幅度值分别记为AMAX和AMIN，分别计算AMIN与AC的差和AMAX与AC的差，即为带内不平坦度。
带肩
测量框图
见图7。
测量步骤
测量步骤如下：
a）按图7连接测量设备，用频谱分析仪进行测量；
b）应在发射机输出滤波器之前进行取样；
c）设置被测发射机工作于GY/T220.1-2006规定的任一工作模式；
d）PMS输入信号不大于工作模式载荷速率的测试码流；
e）设置频谱分析仪中心频率为输出射频信号的中心频率，RBW设置为3kHz，VBW设置为3kHz，测量信号中心频率信号幅度测量信号中心频率fC处信号幅度；
f）分别测量fC±4.2MHz处信号幅度，fC处信号幅度与fC±4.2MHz处信号幅度的差值即为信号带肩。
调制误差率测量
测量框图
见图7。
测量步骤
测量步骤如下：
a）按图7连接测量设备，用调制误差率测试仪进行测量；
b）设置被测发射机工作于GY/T220.1-2006规定的任一工作模式；
c）PMS输入信号不大于工作模式载荷速率的测试码流；
d）测量并记录输出信号的星座图和MER。
输出功率测量
测量框图
见图7。
测量步骤
测量步骤如下：
a）按图7连接测量设备，用功率计进行测量；
b）将发射机的输出耦合信号连接功率计，设置功率计的工作频率为测量信号的中心频率，设置带宽为8MHz，耦合器的耦合量应预先测知；
c）设置被测发射机工作于GY/T220.1-2006规定的任一工作模式；
d）PMS输入信号不大于工作模式载荷速率的测试码流；
e）等待发射机稳定工作10分钟后记录读数，根据耦合量计算信号的输出功率。
峰值平均功率比
测量框图
见图7。
测量步骤
测量步骤如下：
a）按图7所示连接测量设备，用矢量分析仪进行测量；
b）设置发射机工作于GY/T220.1-2006规定的任一工作模式；
c）PMS输入信号不大于工作模式载荷速率的测试码流；
d）设置矢量分析仪中心频率为发射机工作频率，分析带宽为8MHz；
e）选择矢量分析仪的CCDF测量功能，统计样本设置为100000，在显示的CCDF曲线稳定后，保存并打印CCDF曲线，读取峰值平均功率比。
带外杂散测量
邻频道内杂散
测量框图
见图7。
测量步骤
测量步骤如下：
a）按图7连接测量设备,用频谱分析仪进行测量；
b）设置发射机工作于GY/T220.1-2006规定的任一工作模式；
c）PMS输入信号不大于工作模式载荷速率的测试码流；
d）将频谱分析仪中心频率设置为发射机工作频率，测量带宽为8MHz，测量带内发射功率；
e）设置频谱分析仪中心频率为发射机工作频率的上、下邻频道中心，测量带宽为8MHz，分别测量上、下邻频道功率，邻频道内杂散为上、下邻频道功率两者较大值与带内发射功率的差，或根据式
（2）计算出邻频道内杂散（以dB表示）。
Pi=10lg（Pb/Pn）……………………
（2）
式中：
Pi—邻频道内的发射功率；
Pb—上、下邻频道内功率的较大值；
Pn—带内发射功率。
邻频道外杂散
测量框图
见图7。
测量步骤
测量步骤如下：
a）按图7连接测量设备；
b）设置发射机工作于GY/T220.1-2006规定的任一工作模式；
c）PMS输入信号不大于工作模式载荷速率的测试码流；
d）设置频谱分析仪中心频率为发射机工作频率，测量带宽为8MHz，测量带内发射功率；
e）频谱分析仪中心频率分别设置为二、三次谐波频道和镜像频道中心频率，测量带宽为8MHz，分别测量二、三次谐波频道和镜像频道的发射功率，邻频道带外无用发射功率为二、三次谐波频道和镜像频道的发射功率三者最大值与带内发射功率的差，或按式
（2）计算出邻频道外的无用发射功率（以dB表示），式中Pb为邻频道外功率的最大值。
单频网延时调整范围测量
测量框图
见图8。
图8单频网延时调整范围测量框图
测量步骤
测量步骤如下：
a）如图8所示连接测量设备；
b）PMS输入信号不大于工作模式载荷速率的测试码流；
c）检查被测发射机是否能够自动正确设置工作模式；
改变被测发射机延时设置，在保证接收机正常工作情况下，测试并记录单频网延时调整范围。
六、检测仪器
检测项目
使用仪器
检测项目
使用仪器
工作模式测量
假负载
频谱特性测量
假负载
测量接收机
频谱分析仪
误码分析仪
调制误差率测试仪
监视器
功率计
本振性能测量
假负载
矢量分析仪
频率计
单频网延时测量
复用器
频谱分析仪
GPS授时接收机
参考发射机
测量接收机
七、记录格式
测试机构标准格式或参考下表。
移动多媒体广播发射机性能指标测量记录表
测量
对象
名称
发射功率
型号
制造商
测试指标记录
序号
项目
指标
1
工作频率
2
频率调整步长
多频网模式
单频网模式
3
频率稳定度
（3个月）
内部参考源
外接参考源
4
频率准确度
多频网模式
单频网模式
5
本振相位噪声
6
射频输出功率稳定度（24小时）
7
射频有效带宽
8
输出负载的反射损耗
9
频谱模板
10
带肩（在偏离中心频率±4.2MHz处）
11
带内不平坦度（fc±3.756MHz）
12
调制误差率（MER）
13
峰值平均功率比
14
带外杂散
邻频道内
邻频道外
15
单频网时延调整范围
16
单频网时延调整步进
测量使用仪器
序号
名称
型号
生产商
1
假负载
2
测量接收机
3
误码分析仪
4
监视器
5
频率计
6
频谱分析仪
7
调制误差率测试仪
8
功率计
9
矢量分析仪
10
复用器
11
GPS授时接收机
12
参考发射机
检测
单位
记录人员
地点
日期
附加检测内容：
移动多媒体广播发射机噪声系数指标测量
噪声系数的定义是：
输入信噪比/输出信噪比。
它是衡量设备本身噪声品质的重要参数。
它反映的是信号经过系统后信噪比恶化的程度，它是一个大于1的数，也就是说信号经过系统后信噪比是恶化了。
噪声系数是射频电路的关键指标之一，它决定了接收机的灵敏度，影响着模拟通信系统的信噪比和数字通信系统的误码率。
因此对于具有射频电路的发射机，噪声系数是衡量设备性能的关键指标之一。
噪声系数最直观的测量方法是使用噪声系数测试仪。
第二部分：
CMMBUHF频段
地面发射系统覆盖性能指标测试
一、
测试目的
测试我公司生产的数字功率100WCMMBUHF发射机组成的地面发射系统的覆盖性能指标。
二、依据标准
GB/T《地面数字电视广播信号覆盖评估和测量方法》草案
三、测试单位
四、覆盖质量等级
以下均引用自《地面数字电视广播信号覆盖评估和测量方法》草案
对地面模拟电视广播的信号覆盖质量可以通过场强和模拟电视图像的5等级主观评价来评估，然而对于地面数字电视广播，考虑到数字电视的“峭壁效应”，无法继续延用模拟图像质量的5等级评价标准。
但是根据信号接收状态与“峭壁效应”点之间的裕量空间，可以将地面数字电视广播室外固定接收的信号覆盖质量划分成5个等级，如表1所示。
场强（E）
高于客观判决门限的信号裕量（Mb）
dB
M0
0≤M5
5≤M10
10≤M
EE70a
1
1
2
3
E70≤EE95a
1
2
3
4
E95≤E
2
3
4
5
aE70和E95分别表示地点概率为70%和95%情况下室外固定接收的最低接收场强（时间概率为50%）
b高于客观判决门限的信号裕量M指的是使接收状态达到1分钟内误比特率不超过3×10-6的接收信号最大衰减量。
表1地面数字电视广播室外固定接收信号覆盖质量等级
覆盖质量等级说明
表1所划分的5个覆盖质量等级可以进一步分为“不可接受”、“可接受”和“满意”三种程度，如图1所示，其中等级1和等级2为“不可接受”，等级3为“可接受”，等级4和等级5为“满意”。
图1 质量等级图示
五、测试方法
以下均引用自《地面数字电视广播信号覆盖评估和测量方法》草案
1.1测量准备
1.1.1发射参数
获取发射台站的名称、地理位置、海拔高度、发射频率、发射功率、馈线损耗、天线增益、天线方向图、极化方式、天线高度以及系统模式等数据信息。
1.1.2电波传播模型
根据计划覆盖区域的地理特征选择相应的电波传播模型。
1.1.3测量点
采用相应的电波传播模型进行覆盖预测，根据预测结果和实际应用需求选择测量点。
1.1.4测量系统
进行室外固定接收测量除了广播发射的设备外，测量系统需要具备码流发生器、可调衰减器、场强仪/频谱分析仪、接收天线和联接馈线、测试接收机、传输分析仪和定位设备等仪器设备，测量系统示意图见图2 。
图2 测量系统示意图
1.1.5测量仪器设备
所有测量仪器设备应定期计量，并在每次使用前按各仪器设备的操作规程进行校正。
1.1.6码流发生器
用于产生误比特率统计所需的215-1或223-1伪随机二进制序列测试码流。
1.1.7场强仪
其主要性能应满足下列要求：
a）频率范围：
米波段：
48MHz～300MHz；
分米波段：
300MHz～806MHz；
b）场强量程：
米波段（48MHz～160MHz）：
10dBμV/m～120dBμV/m；
米波段（160MHz～300MHz）：
20dBμV/m～120dBμV/m；
分米波段：
30dBμV/m～120dBμV/m；
c）测量精度：
米波段：
±2dBμV/m；
分米波段：
±3dBμV/m；
d）镜像抑制：
35dB；
e）标准带宽：
80kHz～200kHz，宜有数档可供选择使用；
f）检波方式：
应有峰值及平均值可供选择使用。
1.1.8频谱分析仪
其主要性能应满足下列要求：
a）频率范围：
米波段：
48MHz～300MHz；
分米波段：
300MHz～806MHz；
b）场强量程：
-90dBm～20dBm（前置放大器关）；
c）测量精度：
±1.5dB；
d）分辨率带宽：
30Hz～1MHz，宜有数档可供选择使用；
e）视频带宽：
30Hz～1MHz，宜有数档可供选择使用；
f）检波方式：
应有峰值及均方根平均值可供选择使用。
1.1.9可调衰减器
其主要性能应满足下列要求：
a）频率范围：
48MHz～806MHz；
b）衰减量：
0dB～40dB；
c）调节步长：
≤1dB；
d）反射损耗：
≥20dB。
1.1.10收天线和联接馈线
接收天线和联接馈线应满足下列要求：
a）天线桅杆高度应为2m且可升降（此处按CMMB的使用环境改为2米）；
b）所用接收天线和联接馈线应是与场强仪配套供应的附件；
c）所用接收天线和联接馈线与场强仪之间应有良好的阻抗匹配；
d）如需另行配用其他接收天线时，对其形式不限，但接收天线应与所用联接馈线一起进行预校正，得出各个频率的天线校正因数后方可与场强仪配合使用。
1.1.11试接收机
测试接收机应满足下列要求：
a）用于接收GB20600-2006制式信号，输出解调的测试码流；
b）测试接收机的性能指标应与民用接收机相当。
1.1.12传输分析仪
用于测试码流的误比特率测量统计，应支持215-1或223-1伪随机二进制序列测试码流。
1.1.13位设备
测量地理位置（经纬度、海拔高度等），误差应小于10m。
1.1.14测量系统校准
测量系统校准的目的是核实确定发射参数，并保证接收端测量系统准确可靠。
进行测量系统校准时，要求校准测量点与发射天线之间为直视路径；校准测量点周围场地应空旷平坦，无建筑物、大批树林等障碍物，无反射杂波到达校准测量点；此外应远离主要交通运输公路、高压输电线、变电所、工厂等。
保证没有来自上述设施的明显干扰或背景噪声电平较预收信号电平低于20dB。
根据发射天线的有效辐射功率Pt1）和测量点与发射天线之间距离d，用式计算校准测量点的信号场强Ec。
Ec（dBµV/m）=10log（Pt）（kW）–20log（d）（km）+106.92……………………
将接收天线升至距离地面10m高度，将可调衰减器衰减量调节为0,调整天线指向使接收机输入信号电平最高，通过场强仪及配套接收天线可以测得测量点的信号场强Em。
如果通过频谱分析仪等设备测得测试接收机输入端的信号电平Vm，则需要根据接收天线的天线系数K和接收天线至频谱分析仪的馈线损耗Lc，通过式计算测量点的信号场强。
Em（dBµV/m）=Vm（dBµV）+Lc（dB）+K………………………………
如果信号场强计算值Ec和测量值Em的误差在3dB之内，记录校准测量点的信号场强、经纬度、海拔高度、天线高度、天线指向等信息，然后开始进行其他测量点的测量工作。
如果信号场强计算值Ec和测量值Em的误差超过3dB，则需要核实发射参数、检查仪器设备，重新进行测量系统的校准。
此外如果测量系统在其他测量点的测量过程中出现异常，需要到校准测量点重新校准。
1.1.15测量步骤
对每一个测量点，具体的测量位置应当保证测量过程能够安全顺利的进行，保证接收天线的极化方式与发射天线极化方式一致，选择的测量位置应避免存在严重的遮挡或干扰（特殊要求除外）。
在测量点除了采用2m接收天线高度进行测量，还可以采用在该区域内现有电视接收天线的典型高度进行测量。
具体测量步骤如下：
a）通过定位设备记录测量点的经纬度、海拔高度等地理位置信息，记录天气、测量时间，通过拍照、摄像、笔记等形式记录测量点所处的地理环境以及可能影响信号接收的其他因素，如架空电线、树木和广告牌等；
b）将接收天线升至距离地面2m高度；
c）将可调衰减器衰减量调节为0,调整天线指向使接收机输入信号电平最高，根据不同接收状况操作如下：
1）如果接收机接收失败，可以对接收天线指向进行适当调整，调整后根据不同接收状况操作如下：
如果调整天线指向仍然接收失败，恢复天线指向至接收机输入信号电平最高，记录信号裕量M0，记录接收天线指向、接收信号频谱图和测量的信号场强或电平（依照式换算成场强），如条件允许可记录脉冲响应和星座图，然后进入步骤e）；
如果调整天线指向后接收成功，记录接收天线最终指向、接收信号频谱图和测量的信号场强或电平（依照式换算成场强），条件允许可记录脉冲响应和星座图；
2）如果接收机接收成功，记录接收天线指向、接收信号频谱图和测量的信号场强或电平（依照式换算成场强），条件允许可以进一步记录脉冲响应和星座图；
d）增加可调衰减器衰减量至接收失败，以最大不超过1dB的步进减小衰减量，测量并记录达到判决门限时的信号电平，计算并记录信号裕量M；
e）根据表1进行覆盖质量等级评估，根据不同评估结果操作如下：
1）如果质量等级为第4或第5级，该测量点测量完毕，可继续进行下一个测量点的测量；
2）如果质量等级为第3级，应降低接收天线高度，同时观察信号是否有所增强，根据不同结果操作如下：
如果信号有所增强，根据信号强度选择相应高度返回步骤c）进行补充测量（记录天线高度）；
如果信号减弱，该测量点测量完毕，可继续进行下一个测量点的测量；
3）如果质量等级低于第3级，应降低接收天线高度，同时观察信号是否有所增强，根据不同结果操作如下：
如果信号有所增强，根据信号强度选择相应高度返回步骤c）进行补充测量（记录天线高度）；
如果信号减弱，应将测量结果与覆盖预测结果进行对比分析，同时根据测量环境判断测量数据的合理性。
如果测量数据存在明显异常，需要在20m20m的范围内（固定接收天线安装时可以调整的平均范围）适当调整测量位置返回步骤a）重新进行测量。
重新测量的次数不超过3次，选择最佳测量结果作为该测量点的测量数据。
1.2简化评估和测量方法
1.2.13背景
场强测量通常要求具备场强仪及配套接收天线，误比特率测量通常要求具备码流发生器、传输分析仪和测试接收机。
考虑到在很多应用情况下频谱仪、普通接收机（集成解码器）和监视器等测量设备更容易配备，通过测量普通接收机输入端的信号电平以及通过主观判决门限测量信号裕量的方法也可以对信号覆盖质量进行评估。
此时测量系统的搭建相对简单，不需要专用的测试码流发生器、测试接收机和传输分析仪等设备，在正常节目播出情况下也可以进行信号覆盖质量的测量和评估。
1.2.14简化
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