3通過(guò)dB帶寬測(cè)量估算占用帶寬

1、ITU-RSM.443-3建議書(shū)監(jiān)測(cè)站的帶寬測(cè)量（ITU-R26/1號(hào)課題）（1966年-1978年-1995年-2005年）國(guó)際電聯(lián)無(wú)線(xiàn)電通信全會(huì)，考慮到a）有必要在監(jiān)測(cè)站測(cè)量發(fā)射帶寬，以促進(jìn)有效使用無(wú)線(xiàn)電頻譜；b）有必要在監(jiān)測(cè)站采用統(tǒng)一、易于使用和可靠的帶寬測(cè)量結(jié)果，以便于對(duì)不同監(jiān)測(cè)站獲得的結(jié)果進(jìn)行比較；c）無(wú)線(xiàn)電規(guī)則（RR）和ITU-RSM.328建議書(shū)對(duì)不同帶寬進(jìn)行了定義，特別是對(duì)占用帶寬和“x-dB”帶寬進(jìn)行了定義；d）可用于直接測(cè)量占用帶寬的設(shè)備日益增多，包括使用數(shù)字信號(hào)處理和快速傅里葉變換（FFT）技術(shù)的設(shè)備；e）ITU-R2002年版頻譜監(jiān)測(cè)手冊(cè)有關(guān)帶寬測(cè)量的第4.5章，建議在

2、監(jiān)測(cè)站測(cè)量占用帶寬時(shí)應(yīng)采用附件1規(guī)定的直接“6%方法”；在監(jiān)測(cè)站測(cè)量“x-dB”帶寬時(shí)應(yīng)采用附件2規(guī)定的“x-dB”方法；及在無(wú)法滿(mǎn)足精確測(cè)量占用帶寬的條件時(shí)，或在缺乏可進(jìn)行欲測(cè)量設(shè)備的情況下，可采用附件3所述的程序由“x-dB”帶寬估算占用帶寬。附件1占用帶寬的測(cè)量方法（“方法”）1引言無(wú)線(xiàn)電規(guī)則（RR）第1.15撤及ITU-RSM.328建議書(shū)對(duì)占用帶寬這一術(shù)語(yǔ)的定義如下：“占用帶寬：指這樣一種帶寬，在它的頻率下限之下或頻率上限之上所發(fā)射的平均功率各等于某一給定發(fā)射的總平均功率的規(guī)定白分?jǐn)?shù)仗2。除非無(wú)線(xiàn)電通信全會(huì)對(duì)相關(guān)發(fā)射等級(jí)另有規(guī)定，否則。2的值應(yīng)取為0.5%”。根據(jù)ITU-RSM.32

3、8建議書(shū)第2節(jié)關(guān)于發(fā)射機(jī)發(fā)射的規(guī)定，當(dāng)占用帶寬等于ITU-RSM.1138建議書(shū)規(guī)定的、由無(wú)線(xiàn)電規(guī)則引證歸并的相關(guān)發(fā)射等級(jí)的必要帶寬時(shí)，頻譜效率最佳。按照上述定義，可以采用數(shù)字掃頻分析儀，或數(shù)字監(jiān)測(cè)接收器來(lái)測(cè)量占用帶寬。后者可以將已記錄蹤跡儲(chǔ)存于內(nèi)存中，以便今后進(jìn)行圖形處理。亦可采用使用FFT技術(shù)的分析儀進(jìn)行上述測(cè)量工作。2 帶寬測(cè)量的一般條件帶寬測(cè)量的一般條件如下：- 必須獲得發(fā)射和接收天線(xiàn)之間帶有菲涅耳曲線(xiàn)的視距，以確保高度鑒別發(fā)射源。- 應(yīng)采用高方向性和高前后比的定向天線(xiàn)，以最大限度地降低多路徑衰落效應(yīng)的影響。- 可使用任何合適的頻譜分析儀或數(shù)字監(jiān)測(cè)接收器。- 不應(yīng)出現(xiàn)沖擊性十?dāng)_（例如，

4、點(diǎn)火源產(chǎn)生的十?dāng)_）。3 測(cè)量程序用下列設(shè)置調(diào)整頻譜分析儀或數(shù)字監(jiān)測(cè)接收器：- 頻率：發(fā)射的估算中心頻率一跨距：發(fā)射估算帶寬的1.5至2倍一分辨率BW（RBW）:低于跨度的3%視頻BW:RBW的3倍或更高電平/衰減：加以調(diào)整，使信噪比大于30dB檢測(cè)器：峰值或樣值掃描時(shí)間或捕獲時(shí)間：自動(dòng)（脈沖發(fā)射的該時(shí)間應(yīng)足夠長(zhǎng)，以便將屏幕上每一個(gè)像素的一個(gè)脈沖加以記錄）跟蹤：MaxHold（模擬調(diào)制），ClearWrite（數(shù)字調(diào)制）。在大多數(shù)數(shù)字系統(tǒng)中，占用帶寬不隨時(shí)間變化而變化，因?yàn)橥ǔ６?，一個(gè)數(shù)據(jù)流的發(fā)射帶有一個(gè)恒定的符號(hào)率。在這種情況下，每一個(gè)已記錄蹤跡的計(jì)算帶寬瞬時(shí)值相對(duì)恒定。為了使隨后的不同測(cè)量

5、具有平滑的結(jié)果，可以設(shè)定更長(zhǎng)的掃描時(shí)間，這將更加便于識(shí)讀結(jié)果。在模擬系統(tǒng)中，特別是發(fā)射音頻信號(hào)的模擬系統(tǒng)（F3E,A3E,J3E）,瞬時(shí)占用帶寬隨調(diào)制迅速變化。在這種情況下，監(jiān)測(cè)站只有興趣監(jiān)測(cè)某一特定觀(guān)測(cè)時(shí)間內(nèi)（例如，一小時(shí)）的最大占用帶寬。為獲得這一結(jié)果，必須使用“MaxHokf功能。記錄蹤跡之后，對(duì)顯示頻譜進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，以便按下列方法計(jì)算占用帶寬：在整個(gè)經(jīng)調(diào)整的跨距中將儲(chǔ)存蹤跡每條頻率線(xiàn)的頻譜功率（或電平）相加，以得出100%的參考功率。在第二個(gè)計(jì)算中，從所記錄的最低頻率開(kāi)始，將每一頻率線(xiàn)的頻譜功率相加，直到其和達(dá)到預(yù)先確定的總功率的0.5%為止。這時(shí)，一個(gè)標(biāo)志已設(shè)定。之后，從所記錄的最高

6、頻率開(kāi)始（顯示屏幕的右邊緣）進(jìn)行同一計(jì)算，直到達(dá)到總功率的0.5%,并設(shè)定第二個(gè)標(biāo)志。占用帶寬為兩個(gè)標(biāo)志之間的頻率差。4 測(cè)量條件和準(zhǔn)確性相對(duì)準(zhǔn)確性取決?。盒盘?hào)的頻譜形狀當(dāng)信號(hào)朝著使用信道邊緣急巨上升和下降時(shí)，準(zhǔn)確性較高。RBW較小的RBW可以導(dǎo)致更高的準(zhǔn)確性，因?yàn)閹捰?jì)算以所顯示蹤跡的圖像形狀為基礎(chǔ)，該圖像形狀總是被測(cè)量濾波器拓寬。- 頻率跨距如果頻率跨距太寬，計(jì)算過(guò)程中會(huì)包括越來(lái)越多的噪聲，導(dǎo)致準(zhǔn)確性下降。但是，跨距需要足夠?qū)?，以便至少包括一些低?.5%（或-26dB）點(diǎn)的頻譜成分。- 噪聲和干擾電平'由丁在計(jì)算過(guò)程中已包括了使用信道外的噪聲和干擾，有用信號(hào)和干擾之間的較大差可以

7、提高準(zhǔn)確性。因此建議采用最小相鄰信道功率比（ACPR）或峰值電平和最外頻率電平之間的30dB最小差，以確保測(cè)量誤差低丁10%（見(jiàn)圖1和圖2）。FlQiRE1Differencebe蹭梆啊展卵頻艇榷舛°ftmostfrequencies1/50-01189478FIGURE2ACP便用半信地帶寬的ACPRIusingKOlfchannelbandwidth1/50-02189478測(cè)量試驗(yàn)由非包定調(diào)制信號(hào)導(dǎo)致的數(shù)字信號(hào)波動(dòng)可能會(huì)使測(cè)量結(jié)果不夠確定，因此，建議至少進(jìn)行400次測(cè)量試驗(yàn)，以獲得平均占用帶寬。應(yīng)采取謹(jǐn)慎方法，使記錄跨距內(nèi)看不到干擾信號(hào)，因?yàn)檫@一干擾信號(hào)可能被視為有用信號(hào)的一部

8、分，從而導(dǎo)致較高的測(cè)量誤差。附件2X-dB”帶寬的測(cè)量方法（X-dB”方法）1引言“x-dB”帶寬（ITU-RSM.328建議書(shū)（第1.14節(jié)）被定義為這樣一個(gè)頻段寬度，即，超出其下限和上限的任何離散頻譜成分或連續(xù)頻譜功率密度至少比預(yù)先確定的0dB參考電平低“x-dB”。在有具體需要的情況下，如，確定雷達(dá)發(fā)射帶外域的邊界，可以使用任何頻譜分析儀或數(shù)字監(jiān)測(cè)接收器來(lái)測(cè)量“x-dB”帶寬。此外，根據(jù)ITU-RSM.328建議書(shū)有關(guān)發(fā)射機(jī)發(fā)射的第2項(xiàng)提出的要求，從最佳頻譜效率的角度而言，“x-dB”帶寬亦可與ITU-RSM.1138建議書(shū)給定的、由無(wú)線(xiàn)電規(guī)則引證歸并的相關(guān)發(fā)射等級(jí)的必要帶寬相關(guān)連。2測(cè)

9、量程序首先需確定0dB參考電平。通常而言，如果在分析儀上使用窄的RBW記錄頻譜，該電平為最高頻譜線(xiàn)的電平。假設(shè)在記錄時(shí)間內(nèi)，發(fā)射功率至少返回到載頻一次，該電平則等丁總發(fā)射功率。但是，在數(shù)字調(diào)制信號(hào)中，不可以做這樣的假設(shè)。盡管0dB參考電平依然被設(shè)為最高頻譜線(xiàn)的電平，但是該電平卻不是總發(fā)射功率，由丁這一原因，獲得模擬和數(shù)字發(fā)射可比較結(jié)果的x值不同。應(yīng)對(duì)頻譜分析儀/數(shù)字接收器作下列調(diào)整：- 中心頻率：f0（發(fā)射的載頻或估算中心頻率）跨距：發(fā)射估算帶寬的1.5倍RBW:低丁跨距的3%視頻BW:RBW的3倍或更高檢測(cè)器：峰值跟蹤：MaxHold建立蹤跡之后，將搜尋峰值電平。在設(shè)備屏幕上，“x-dB”帶

10、寬值的讀數(shù)為頻段的這樣一個(gè)寬度，即，超出其下限和上限的任何離散頻譜成分至少比預(yù)先確定的0dB參考電平低“x-dB”。如果兩個(gè)以上頻譜線(xiàn)具有這一電平，則采用最外頻率。兩個(gè)標(biāo)志之間的頻率差為“x-dB”帶寬。fWjre3據(jù)-dB?bandwidth1/50-031894783測(cè)量條件和準(zhǔn)確性“x-dB”方法的準(zhǔn)確性取決?。盒盘?hào)的頻譜形狀當(dāng)信號(hào)朝著使用信道的邊緣急巨上升和下降時(shí)，準(zhǔn)確性較高。RBW較小的RBW準(zhǔn)確性較高，因?yàn)樗@示的信號(hào)形狀總是被測(cè)量濾波器拓寬。- 頻率跨距如果頻率跨距太寬，可用的表示信號(hào)和設(shè)定標(biāo)志的顯示線(xiàn)減少。更低的分辨率會(huì)增加測(cè)量的不肯定性。噪聲和干擾電平'根據(jù)已分析的發(fā)

11、射，必須有足夠的信噪比。建議最少采用x+5dB,以確保測(cè)量誤差低丁10%。當(dāng)監(jiān)測(cè)站信號(hào)的動(dòng)態(tài)不足時(shí)，最佳方法之一是采用可以走近發(fā)射機(jī)的移動(dòng)站進(jìn)行測(cè)量。如果干擾信號(hào)與有用信號(hào)的帶寬相比很窄，同時(shí)如果干擾頻率不在“x-dB”的一點(diǎn)上，可以容忍顯示跨距內(nèi)的干擾信號(hào)，它不會(huì)對(duì)相互的“x-dB”測(cè)量結(jié)果造成影響。1 在有干擾影響的條件下測(cè)量“*dB”帶寬有些情況下，可以在出現(xiàn)干擾且其電平超過(guò)“xdB”測(cè)量電平值時(shí)測(cè)量，或至少估算“xdB”帶寬值。如圖4所示，當(dāng)所考慮的發(fā)射頻譜每一邊的“xdB”帶寬邊界未被干擾（頻譜1和2）掩蔽，則測(cè)量該具體頻譜的帶寬，不考慮干擾頻譜。換言之，在圖4所示的情況下，“xdB

12、”帶寬B。等丁田，而非Bz。圖4Bandwidthmeasurementinpresenceofinterferences1/50-04189478如果懷疑頻譜1和2是否屆丁干擾頻譜，可以通過(guò)下列方法確定產(chǎn)生干擾的發(fā)射機(jī)：采用兩信道相關(guān)計(jì)，通過(guò)與所考慮的發(fā)射頻譜相對(duì)應(yīng)的信號(hào)與潛在干擾信號(hào)之間的相互關(guān)連因數(shù)較小值加以確定（國(guó)際電聯(lián)頻譜監(jiān)測(cè)手冊(cè)第4.9.5.1節(jié)）。即使如圖5所示，一個(gè)“xdB”帶寬邊界被干擾頻譜掩蔽（頻譜3）,且如多數(shù)情況一樣，有用信號(hào)的頻譜為對(duì)稱(chēng)頻譜，依然可以按照頻譜寬度的一半來(lái)估算帶寬值，即，Bow2B。fiGSRE5BandwidthmeaSUremeifbtahaifof

13、thespectrumBk=Box/21/50-05189478顯然，在有干擾影響的條件下進(jìn)行測(cè)量比沒(méi)有干擾影響進(jìn)行的測(cè)量誤差更大。但是,在某些情況下獲得的估算值非常適合丁實(shí)際應(yīng)用。附件3使用“x-dB”方法估算占用帶寬1引言在下列情況下，不可以采用琲方法直接測(cè)量占用帶寬：- 帶內(nèi)干擾電平高丁有用信號(hào)的電平；沒(méi)有能夠采用琲方法的合適設(shè)備。在這種情況下，可以使用附件2所述的“x-dB”方法來(lái)估算占用帶寬。為了通過(guò)采用“x-dB”方法獲得占用帶寬，必須適當(dāng)選擇0dB參考電平和x的值通常而言，有兩種不同方法可用丁比較測(cè)得帶寬與必要或占用帶寬之間的情況：- 總是測(cè)量芝6dB帶寬并采用變換因數(shù)。- 在每一發(fā)射等級(jí)不同的具體“x-dB”數(shù)值上測(cè)量信號(hào)。2通過(guò)泛6dB帶寬估算占用帶寬在這一方法中，總是按照附件2所述的程序在芝6dB點(diǎn)上測(cè)量帶寬。應(yīng)采用表1所示的26dB帶寬B26和必要帶寬Bn之間的變換因數(shù)估算占用或必要帶寬。發(fā)射等級(jí)B26和Bn之間的關(guān)系A(chǔ)1A,A1B,A2A,A2BB26=0.9BnF1BB26=BnF3BB26=BnF7BDXB26=0.9Bn3通過(guò)“x-dB”帶寬測(cè)