信道占用度测试与测试技术分析.docx

资源描述

信道占用度测试与测试技术分析.docx

《信道占用度测试与测试技术分析.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《信道占用度测试与测试技术分析.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

信道占用度测试与测试技术分析.docx

信道占用度测试与测试技术分析

第十四章信道占用度测试与测试技术分析（总23页）

《频道占用度测试及测试技术分析》

国家无线电监测中心

陈秋林

一、频道（信道）占用度测试的目的和作用：

信道占用度测试工作是我们无线电日常监测工作的重要内容之一，是我们进行频谱利用监测主要的技术手段。

对于实际使用频点（频道）占用度测量有助于我们更好地了解和掌握每一个正在使用的或已经指配的频道占用和使用的情况。

另外，鉴于寻呼干扰现象频繁出现的实际情况，我们也正在探索如何利用寻呼信号占用度测试数据（其中包括频道占用度数据、信号持续时间的分布特征等信息）以及数据的分析，为排除干扰，特别是为一些特殊干扰信号的鉴别、定性工作提供十分有效的帮助。

由于寻呼信号的发射过程具有突发、短时和信号持续时间多样化的特点，因此，我们对于寻呼频段的频道占用度的测试方法与测试技术分析结果同样适用于其他业务频段的测试。

二、频道测试原理和测试方法描述

1、测试原理

利用对信号采样的原理，对超过接收机门限电平值（信号检测门限）以上寻呼信号的持续时间进行统计，将在一段时间内得到的统计数值与测试时间的比值（×）得到频道占用度测试数据。

、测试原理数学表达式：

（T1/T）×

式中

：

频道占用度测试数值；

T1：

寻呼信号超过接收机门限电平值以上的持续时间；

T：

测试时间。

2、测试方法描述

、监测时间：

8小时（0800～1600）或24小时或一周。

、测试方式：

连续等间隔采样测量。

3、测试结果：

统计测量时间内的频道占用度平均值和统计测量时间内每小时的频道占用度平均值。

使用监测设备及监测软件：

汤姆逊ESMERLADA监测系统/LG-309监测软件。

（也可以使用其他型号的监测设备）

4、监测设备工作方式及参数设置：

、工作方式

在频段扫描方式（FrequencyScanning）下，把寻呼频主频频段（150段和280段）分成四个子频段（137～147MHz、147～157MHz、157～167MHz、279～281

MHz）分别进行测试（每次只进行其中某一子频段的测试，其目的是保证测试的结果满足测试精度和测试可信度的要求），测试的数据和结果分别存入四个占用度监测数据表中（BP1、BP2、BP3、BP4）。

在信道扫描方式（ChannelScanning）下，把寻呼150MHz段中的和280MHz段中的频点输入到扫描测试频率表中，按照频率表的顺序测量每个信道的占用度数值，测试数据存入占用度监测数据表中。

频段扫描方式下的设备参数设置

扫描模式（ScanningParameter）：

自动（Automatic）。

解调方式（Demodulation）：

F3E。

中频滤波器带宽/步长（IFFilter）：

15KHz/25KHz。

扫描速度（Scanningspeed）：

标准速度。

（Normal：

可保证至少每秒钟测量800个频点）

信号检测门限：

-77～-17dBm。

频段扫描方式下的设备参数设置

、在信道扫描方式下，将寻呼频点（主频频点）输入到一个监测频率表中进行测量。

5、两种测试方式的比较：

在频段扫描方式下，我们可以按照预制扫描频段范围、步进长度及固定的检测门限电平进行监测。

因此，通过监测结果，我们可以比较全面地观察到整个被测频段内全部信号的情况，既可以测量该频段内寻呼信号的频道占用度

又可以同时观察到其他信号（非寻呼业务信号）以及干扰信号的幅度的大小和出现的频次、频道占用度等情况。

但是，在整个被测频段内如有同频干扰、邻道干扰或其它的情况下，将会较大程度地影响测试数据的可信度。

特别是在干扰信号电平比较高的情况下很容易造成较大的测量偏差。

在频道扫描方式下，我们可以按照事先预制扫描频点表（List），其中包括每个测试频点不同的测试条件进行测试。

如：

依据被测信号精确的测试频率值、信号带宽和同频干扰、邻道干扰的具体情况确定接收频率、中频带宽和适中的噪声门限值等测量参数。

因此，在频道扫描方式下的占用度测试可使我们获得比较准确的测试结果。

因此，在实际监测中我们往往需要根据不同的测试需求和被测频段背景噪声及干扰信号的情况选择不同的测试方式。

三、频道占用度测试可信度分析

1、影响测试可信度的几个问题

、干扰信号影响的问题

我们通过频谱监测分析发现，在寻呼频段中长时间地存在着许多干扰信号，其中一些还是同频道的干扰信号。

这些干扰信号将会对占用度的测试结果造成比较大的影响。

从频谱图1中我们可以清楚地观察到：

在频率上有两个信号，其中一个是频率为的寻呼信号、信号电平值为。

另外一个是由互调产生的干扰信号，该干扰信号的电平值约为-81dBm。

在频率上明显有可以两个信号，寻呼信号的电平值为-52dBm，同频干扰信号电平值为-65dBm。

在这幅频宽只有1MHz的频谱图上，我们大致可以观察到六个同频干扰信号，其中：

干扰信号电平最大值为-65dBm，而最小的寻呼信号的信号电平值为-60dBm。

频谱图上的测量结果说明，在频段扫描的方式下进行信道占用度测量时，存在干扰信号影响频道占用度测量结果的可信度和准确度的问题。

具体地讲，在有干扰信号的情况下进行实际信号信道占用度测量的时候，如果将接收机的噪声门限电平值设置在-77dBm～-65dBm之间，可以有效地控制大部分干扰对测试的影响。

从而，可以得到较高可信度的测量结果。

反之，如果接收机的噪声门限电平值设置在-80dBm以下，将会造成比较大的测量误差。

（频谱图1）

、监测设备的测试能力不够的问题

由于监测设备的采样的频率（或扫描速度）偏低的原因，在实际信道占用度测试过程中，无论是在频段扫描方式下还是在频道扫描方式下都有可能出现由于测试能力不够而造成的测试误差较大的问题。

所谓测试能力不够，其原因一方面由于测试设备的扫描速度过低，达不到测试要求；另一方是由于监测设备的某些参数设置不合理所造成的。

例如：

扫描频段范围过大或扫描频点数目过多等一些不合理因的素均可以造成信道占用度测试信号采样的频率（或扫描速度）偏低的问题。

2、保证测试精度的措施

为保证得到高精度的测试结果，我们应该在开始占用度测试之前对信号的情况进行细致、全面的了解。

其中包括：

对被测信号最短持续时间长度、最短间隔长度进行测量以及对被测频段内的干扰信号电平值的测量。

然后，根据被测信号的测量结果：

最短持续时间、最短信号间隔数值以及监测设备的信道扫描速度指标（准确地讲应该是接收机的信道扫描重访时间间隔），决定信道占用度测试系统的扫描设置参数。

根据被测频段内的信号电平值和干扰信号电平值，决定信道占用度测试系统的噪声门限值的参数。

另外，通过改变接收机的中频带宽的设置也可以一定程度上降低干扰的影响。

必要时应对测试系统的测量速度指标进行测试，使我们能够准确地知道监测系统的测量能力，并为占用度测试的有关设置参数的确定提供依据。

四、信道占用度测试实验

通过以下几组实验可以证实：

设备参数设置与测量数据可信度、准确度的关系以及由于干扰信号影响或采样的频率（或扫描速度）偏低的等问题的对信道占用度测试结果造成偏差的现象。

1、测试原理方框图

信号分配器1

天馈系统频谱分析仪

信号发生器信号分配器2汤姆逊监测系统

2、实验原理

被测信号（实际信号）由天馈系统经分配器1分成两路，一路信号送到频谱分析仪进行实时的频谱监测，另一路信号经分配器2与信号发生器产生的标准测试信号合并后送到汤姆逊监测系统。

利用频谱分析仪进行实时频谱监测的结果确定占用度测量的门限电平值等参数。

利用汤姆逊监测系统对被测信号和信号发生器产生的标准测试信号同时进行信道占用度的测量。

通过分析标准信号源的信道占用度的测试数据误差，证实该系统的测量精度和测量可信度以及在几种不同测试参数和被测频段的环境噪声条件下测试系统的测量误差。

3、实验目的

利用一个标准的测试信号的测量结果，验证在实际测试过程中测试设备的测量精度和测量可信度指标，并为信道占用度测试参数指标的设置与调整提供依据。

4、测试实验用设备型号及主要参数指标

测试信号源：

E4433B；

监测设备：

汤姆逊监测系统（TRC-8025），信道扫描速度标称值为1000信道/秒钟；

信号分析仪：

WCA-380，时间分辨率为80微秒。

5、测试信号源工作原理

测试信号源的工作方式：

在列表扫描的工作方式下，输出两个载波作为标准测试信号源（用两个按照伪随机序列的变化规律交替变化载波，模拟两个寻呼信号实际发射的情况）。

其中一个载波的频率为、信号电平为-60dBm、信道占用度数值为50%，另一个载波的频率为、信号电平为-65dBm、信道占用度数值为50%。

测试信号源信号的最短信号持续时间的长度为1秒钟、重复周期为秒钟。

（见标准信号频谱图）

（标准信号频谱图）

注：

信号发生器E4433B交替变化载波输出的时间精度误差在毫秒级，对以几十秒钟信号变化周期的测量的影响可以忽略不记。

6、实验步骤

、测量～频段的本地噪声和干扰信号的电平值：

干扰信号的电平最大值为：

-65dBm；

寻呼信号的最小电平值为：

-52dBm。

、测量最短信号持续的时间和最短信号间隔时间：

最短信号持续的时间为：

秒钟；

最短信号间隔时间为：

秒钟。

（以上数据是参照频谱图1和其他日常监测的结果得出的）

、分组测试实验

第一组实验

测试频段：

～MHz和MHz～MHz。

测试频段宽度为2MHz，共计80个测试频点（信道）。

测试信号源频率：

MHz，信号电平-60dBm、MHz，信号电平-65dBm。

噪声门限值：

-77dBm。

测量时间：

100分钟，（重复测量十次，每次10分钟）。

测试数据：

频点的信道占用度测量值为：

50%、50%、50%、49%、50%、50%、49%、50%、49%、49%，平均测量误差为：

%、最大测量误差为2%；

频点的信道占用度测量值为49%、50%、50%、50%、50%、50%、50%、50%、49%、50%，平均误差值为：

%、最大测量误差值为：

2%。

第二组实验

测试频段：

～MHz和MHz～MHz。

测试频段宽度为2MHz，共计80个测试频点（信道）。

测试信号源频率：

MHz，信号电平-60dBm、MHz，信号电平-65dBm。

噪声门限值：

-62dBm。

测量时间：

100分钟（重复测量十次，每次10分钟）。

测试数据：

频点的信道占用度测量值为50%、50%、50%、50%、50%、50%、49%、50%、50%、49%，平均测量误差值为%、最大测量误差值为2%；

频点的信道占用度测量值为1%、0、0、1%、1%、1%、1%、1%、1%、1%，平均测量误差值为：

%、最大测量误差值为2%。

第三组实验

测试频段：

～MHz。

测试频段宽度为250MHz，共计10000个测试频点（信道）。

测试信号源频率：

MHz，信号电平-65dBm、MHz，信号电平-65dBm。

噪声门限值：

-77dBm。

测量时间：

100分钟（重复测量十次，每次10分钟）。

测试数据：

频点的信道占用度测量值为59%、55%、57%、59%、59%、59%、59%、58%、58%、59%，平均测量误差值为：

15%、最大测量误差值为：

18%。

频点的信道占用度测量值为41%、45%、43%、41%、41%、41

%、41%、42%、42%、41%，平均测量误差值为：

15%、最大测量误差值为：

18%

、实验结果分析

在第一组实验中，噪声门限电平和扫描速度满足测量条件，可以得到较高的测试精度和测试可信度。

在第二组实验中，通过调整噪声门限电平值，抑制了小于-65dBm电平值干扰信号的影响（假设的载波为一个干扰信号）。

可以得到较高的测试精度和测试可信度。

在第三组实验中，我们可以看到：

由于典型的扫描速度达不到测试要求的问题造成很大的测量误差。

通过以上实验证明了，在实际的监测过程中，我们只要按照合理的方法进行测试就可以得到高精度、高可信度的测量数据。

反之，将则不可避免地要产生比较大的测试偏差。

五、利用信道占用度监测结果分析干扰信号的实例

在近期的日常频谱监测中，我们发现在频率附近有一个干扰信号（如干扰信号频谱图所示）。

该干扰信号的特点是：

载波（中心）频率位置不固定且由低向高快速地移动，其频移的速度大约在50KHz/S、频移的范围约为150KHz，干扰信号持续的时间通常在1-3秒钟左右。

并且，通过干扰信号的频谱图可以判断出该干扰信号产生的原因不是一般的射频发射互调，因此并不存在常规的利用三阶互调计算公式推断途径。

这是一种在以往的日常频谱监测和干扰信号查找工作中经常见干扰信号类型。

由于这种干扰信号的载波（中心）频率位置不固定且又快速移动，根据我们目前的测向设备的能力基本上无法进行干扰源的测向和定位。

此外，在干扰信号分析工作方面也有一定的难度。

（干扰信号频谱图）

分析和查找这种类型干扰的一般方法是：

通过干扰信号的频谱特征和音响特征分析，初步判断干扰信号的种类和与干扰相关信号（即干扰源信号）的调制类型、业务种类。

假如我们判断干扰源信号是一个寻呼信号的话，我们就得在整个寻呼频段范围内的所有频点上逐一进行监测判别，直到最终确定干扰源信号的频率。

由于在北京市及周遍地区所使用于寻呼业务的频点多达170个。

因此，给干扰信号的判定工作带来较大的困难。

利用信道占用度监测结果分析干扰信号的做法的区别在于：

在我们初步判断干扰源信号的业务种类后，首先进行该种业务的信道占用度数据的测试，同时，还要测量干扰信号的信道占用度数据。

然后，根据干扰信号信道占用度的测量数值，在寻呼监测频率表上的相应的信道占用度的测量数值位置附近划定一个可疑频率（频点）的范围。

在这个相对比较小的范围内进行干扰信号的‘相关比对’，往往可以在很短的时间内确定干扰信号源。

具体分析过程

第一步：

使用信号分析仪（或频谱分析仪）记录干扰信号的频谱图。

信号分析仪的接收中心频率为：

、频谱宽度为：

200KHz。

频谱记录周期为：

20mS、频率分辨率为：

534Hz。

第二步：

信号频谱分析

根据信号频谱的频移宽度、频谱分量交替变化的规律以及信号持续时间长度，判断该干扰信号是一个畸变的FSK信号、调制速率为1200Baud，且有可能是经过某种非线形调制后寻呼信号的产物。

测量干扰信号的幅度及信号持续时间。

经测量：

干扰信号电平值为-86dBm、信号平均持续时间约为秒钟。

第三步：

测量信道占用度数据

测量十分钟内的干扰信号和150MHz频段的寻呼信号的信道占用度数值。

第四步：

确定干扰源频点范围

根据干扰信号和正常的寻呼信号的信道占用度数值确定一个频率（频点）范围。

经过测试，干扰信号的占用度数值为36%。

我们在寻呼信号占用度监测表上在的30%～50%数值之间选定二十三个频点进行对比监测。

（监测数据详见《占用度测试数据表》）

第五步：

确定干扰信号源频率

通过这二十三个寻呼信号的反复监听、信号‘相关性比对’，最终确定频率上的寻呼信号就是干扰信号源。

注：

频率的寻呼信号信道占用度为40%与干扰信号源的占用度数值（36%）的测量偏差为4%。

结束语

今天我们利用这次讲课的机会，在一起讨论了“寻呼的频道占用度测试及相关测试技术分析”的问题，其中主要是介绍了国家监测中心北京监测站在日常监测工作中经验以及我本人一点点的认识和体会，仅供大家参考。

由于我们能力和水平有限，在教材当中难免存在一些不准确、不详实的地方，希望大家给予批评指正。

2002年4月

《占用度测试数据表》

FrequencyScanningDetection[TRC8025Nb1:

Channel2]

04/30/02-02:

00:

47PM

Starttime->

04/30/02-01:

56:

47PM

Endtime->

04/30/02-02:

08:

49PM

Timebracket

Channel

Globalrate

Averagetime

Max.time

Min.time

Max.level（dBm）

Averagelevel（dBm）

Occup.rate

MHz

100

12:

-40

-41

100

MHz

100

12:

-30

-32

100

MHz

100

12:

-32

-36

100

MHz

100

12:

-28

-32

100

MHz

100

12:

-34

-36

100

MHz

100

12:

-45

100

MHz

100

12:

-41

-43

100

MHz

100

12:

-39

-41

100

MHz

100

12:

-34

-37

100

MHz

05:

10:

00:

-36

-40

MHz

00:

01:

00:

-39

-43

MHz

00:

01:

00:

-33

-36

MHz

00:

01:

00:

-38

-43

MHz

03:

06:

00:

-32

-34

100

MHz

00:

-37

-43

MHz

00:

-39

-44

MHz

00:

-34

-40

MHz

00:

-38

-43

MHz

00:

-37

-43

MHz

01:

03:

00:

-39

-40

MHz

00:

-37

-43

MHz

00:

-40

-44

MHz

00:

-34

-38

MHz

00:

-29

-31

MHz

00:

-37

-44

MHz

00:

01:

00:

-43

-46

MHz

00:

-41

-45

MHz

00:

01:

00:

-37

-41

MHz

00:

-42

-46

MHz

00:

-43

-47

MHz

00:

-40

-44

MHz

00:

-40

-45

MHz

00:

-37

-42

MHz

00:

-39

-44

MHz

00:

-40

-44

MHz

00:

-40

-45

MHz

00:

-37

-41

MHz

00:

-40

-46

MHz

00:

-41

-45

MHz

00:

-39

-46

MHz

00:

-44

-47

MHz

00:

-44

-49

MHz

00:

-35

-38

MHz

00:

-40

-43

MHz

00:

-34

-37

MHz

00:

-39

-43

MHz

00:

-39

-41

MHz

00:

-39

-41

MHz

00:

-41

-46

MHz

00:

-43

-47

MHz

00:

-43

-47

MHz

00:

-42

-43

MHz

00:

-40

-45

MHz

00:

-40

-43

MHz

01:

03:

00:

-30

-32

MHz

00:

-36

-41

MHz

00:

-36

-43

MHz

00:

-46

-47

MHz

00:

-45

-48

MHz

00:

展开阅读全文