1、中华人民共和国国家标准地面无线电接力系统所用设备的测量方法第三部分仿真系统的测量第四节频分复用传输的测量发布 实施中华人民共和国邮电部 发布中华人民共和国国家标准地面无线电接力系统所用设备的测量方法第三部分 仿真系统的测量第四节频分复用传输的测量中华人民共和国邮电部 批准 实施本标准为国家标准地面无线电接力系统所用设备的测量方法 系列标准之一本标准等同采用国际电工委员会 标准 地面无线电接力系统所用设备的测量方法第三部分仿真系统的测量第四节频分复用传输的测量适用范围本标准适用于传输频分复用 电话的仿真无线电接力系统基带 基带噪声性能的测量这些测量与信号有关 是 地面无线电接力系统所用设备的测量
2、方法第三部分 仿真系统的测量第二节基带测量所列项目的补充 第二节中规定的测量通用于电话 电视及声音节目的传输定义和一般考虑系统的噪声负载性能 是当基带加以常规负载电平 见 的均匀频谱随机噪声 白噪声 时在一选定的窄带测量信道中测得的噪声功率此测量信道仿真一个无负载话路 加到被测系统基带输入端的白噪声 由高通和低通滤波器限制到电话信道容量所占有的频带 噪声测量信道由窄带带阻滤波器提供 选择不同滤波器可在几个频率包括位于基带频率范围内靠近低端中间和高端处测量噪声性能在系统输出端 一个噪声测量信道内的总噪声 包括基本噪声和互调噪声有时分别称为空闲噪声和失真噪声 为了分别得到总噪声和基本噪声通常的作法
3、是 当在其基带加上噪声负载和基带不加噪声负载时 分别测量每个噪声测量信道的噪声从这些测得的结果即可得到互调噪声噪声性能可以用噪声功率比 信噪比 和相对于系统零相对电平点的噪声功率单位或噪声功率电平来表示 使用的单位可以是皮瓦 高于 的分贝数或低于 的分贝数它们可以规定为加权值也可以规定为不加权值噪声功率比的定义是 当基带加上满负载噪声时测量信道内的噪声功率与除该测量信道外所有基带都加噪声负载时该信道中噪声功率之比 即总噪声 或者与所有基带不加负载时该测量信道中噪声功率之比即基本噪声 噪声功率比总是用正分贝数表示信噪比的定义是对电路的同一点 在规定的噪声测量信道带宽内 标准测试音功率 与噪声功率
4、之比 测得的信噪比可以是加权的也可以是不加权的 信噪比用正分贝数表示常用的几种噪声负载测量单位之间的换算可参考附录常规负载由国际电报电话咨询委员会 附录 规定并由国际无线电咨询委员会 附录 建议的 适用于某些典型话路容量的常规负载电平列于表 对于其他话路容量的常规负载的平均功率电平 可以用下列公式计算式中 无线电接力系统的话路容量注 这些电平仿真电路繁忙小时 在系统上传输的话音平均功率电平加各种信令电流等等 当基带的主要部分用作传输音频电报或数据时这些公式不适用时 用方程式 和 算得的结果很接近实际信号然而对较小的话路容量 由于实际信号与测试信号的性质不同用白噪声测试的真实性较差表 常规负载电
5、平话路数 点的相对功率电平 常规负载电平 点测试信号标称电平常规负载的无线电接力系统就是用均匀频谱随机噪声信号作负载 把该系统的负载调到常规负载电平该噪声信号的频带被限制到与频分复用信号总带宽相对应 大多数情况下选择测试信号电平等于常规负载噪声成分在 地面无线电接力系统所用设备的测量方法第三部分 仿真系统的测量第一节通则及附录 中综述了存在于无线电接力系统中各种类型的噪声仿真无线电接力系统基带内测得的总噪声包括下列三种成份与路径损耗及负载无关的残余噪声这一般是指与路径损耗无关的基本噪声随路径损耗变化的热噪声 这一般是指与路径损耗有关的基本噪声与基带噪声负载电平有关的互调噪声基本噪声 是按照下面
6、 所述在无噪声负载条件下测量所得 总噪声 是按下面或 所述在加噪声负载条件下测量所得测量设备一般考虑测量噪声负载性能的设备有商用产品一般称为白噪声测试仪或噪声负载测试仪 白噪声测试仪包括噪声发生器和噪声接收机典型的电路连接图示于图为了保证测试设备的一致性和获得良好的测量精度 附录 和 附录详尽地规定了白噪声测试仪的有关特性对于仿真无线电接力系统的测量 通用的白噪声测试仪一般是足够精确的不需考虑测试设备的误差 但是当所要求的测量精度与测试设备的固有精度相近时 在结果的表示中应扣除测量误差测量精度决定于许多因素包括下列各项信号发生器和接收机的衰减器以及监视器的精度插入带阻滤波器的数量和噪声测量信道
7、的有效带宽进行测量时 所用负载曲线的区域即基本噪声占主要成分或互调噪声占主要成分被测系统中主要失真成分的阶数这些因素在附录 和 中进行了讨论噪声发生器输出特征在对应于被测系统基带的频率范围内在约 带宽内测量时噪声源电压方均根值的变化不应超过测试信号应为高斯幅度分布 其峰值与方均根值之比最小为 为了能使负载电平达到比所用常规负载电平至少大 噪声发生器输出噪声功率密度的最大值应不小于 发送电平应能用输出衰减器连续地或小档次 例如 调节到规定值 常用的衰减器范围应大于带限和带阻滤波器用高通和低通滤波器把基带频率限制到适合于被测仿真系统的范围用一系列带阻滤波器确定噪声测量信道 通用的白噪声测试仪有很多
8、滤波器可供使用 因此它对通常遇到的各种话路容量都能进行测试 表 列出建议使用的滤波器频率 附录 中给出详细的滤波器规范带阻滤波器介入损耗噪声发生器需要有一个宽频带噪声功率输出指示器 通常在滤波器链的终端安装一功率监测器 见图 晶体带阻滤波器的通带衰减通常是频率的函数所以常常接入一个均衡器来补偿此衰减的变化接入均衡器后 总通带介入损耗约为几个分贝的量级接入带阻滤波器后应把输出电平恢复到初始值以补偿此介入损耗 新式的噪声发生器装有自动电平控制器 可自动校正此项误差然而 有些噪声发生器的宽带功率监测器装在带阻滤波器之前 对这类仪器就需要参照仪器手册中给出的介入损耗表对输出电平进行校正注 恢复输出功率
9、将改变信号功率密度 但是 被带阻滤波器所消除去的频带一般是非常窄的 其影响可以忽略噪声接收机表 建议的滤波器频率系统容量话 路数电话信道占用频带的极限值带限滤波器的有效截止频率高 通 低 通通用的测量信道频率续表系统容量话 路数电话信道占用频带的极限值带限滤波器的有效截止频率高 通 低 通通用的测量信道频率通常使用两种不同型式的噪声接收机 第一种型式适合于测量噪声功率比 它只装有一个衰减范围很大 例如 的衰减器此衰减器直接接到接收机输入端见第二种型式适合于测量相对于系统零相对电平点的噪声功率 使用 或 作单位 这种接收机一般装有两个衰减器第一个以传输电平 标度 而第二个衰减器每档衰减为 和一个
10、相连的电表一起可给出读数见无论哪一种接收机其放大器 混频器和衰减器的设计 都应选择得使在相对电平高达处所加白噪声负载电平超过常规负载电平 时能避免饱和或过大的非线性影响 对 路系统这相当于接收机输入电平可达到约为了能够测量大容量系统在所加负载低于常规负载电平 时的噪声功率 接收机的固有噪声应低于 接收机的有效带宽应不窄于 为了使它必须窄于带阻滤波器的 处的带宽它也不能宽过大约所用带通滤波器的中心频率应当和噪声发生器的带阻滤波器的中心频率相一致 这些滤波器的选择性应足够高 以防止接收机的放大器或混频器的过载或产生虚假响应白噪声测试仪的固有互调把噪声发生器与噪声接收机直接相连 并使噪声发生器的输出
11、噪声功率电平等常规负载 见表任一噪声测量信道内呈现出的总噪声 最小应等效于 的噪声功率比 这相当于 的噪声功率测量方法输入噪声电平噪声发生器接到仿真无线电接力系统的基带输入端 选择适当的高通和低通滤波器把噪声带宽限制到被测系统的基带带宽 由公式 或 算出或从表 第三栏内查出常规负载电平 点的标称功率电平 可由 点相对功率加常规负载电平得出或从表 第四栏中查得 对某一系统容量例如路 其基带输入为 相对电平点时噪声发出器输出电平 将为以噪声功率比为指示单位的噪声接收机噪声发生器和噪声接收机分别接到仿真无线电接力系统的基带输入和输出端 并选择一噪声测量信道噪声发生器的带阻滤波器不接入电路将系统输入噪
12、声电平调到常规负载电平或其他规定的电平值 调整接收机的衰减器使在接收机的指示表上给出一个基准读数然后将适当的带阻滤波器接入电路必要时将发生器的电平重调到原来值 见 减小接收机衰减器直到读出原基准读数 接收机衰减器两次读数之差即为测得的噪声功率比噪声功率比和其他噪声负载单位间的换算在附录 中叙述以噪声功率或信噪比为指示单位的噪声接收机噪声发生器和噪声接收机分别接到仿真无线电接力系统基带的输入和输出端 选择噪声测量信道并接入相应的带阻滤波器 系统输入噪声电平调到常规电平或其他规定的电平值 必要时应扣除滤波器的介入损耗 见把接收机的传输电平衰减器调整到与系统基带输出相对电平相当的数值 再调整范围衰减
13、器以增加灵敏度直到在接收机指示表上读到一个读数 如果可能此读数应位于指示表刻度顶部 范围内 范围衰减器与表上读数之和直接给出相对于系统零相对电平点的噪声电平基本噪声不加噪声负载时测得的数值就是基本噪声 新式噪声发生器中有一噪声 接通 断开开关 可以很方便的进行这项测量 因为它可以在不产生噪声输出时仍能保持发生器输出阻抗不变 以噪声功率或电平刻度的接收器可直接测量基本噪声以噪声功率比刻度的接收机 需要测量相对于基准电平的数值 如 所述 测量的噪声功率比既可表示为基本噪声功率比 也可参考附录 将它换算成噪声功率电平单位与路径损耗有关的和与路径损耗无关的基本噪声基本噪声中与路径损耗有关的成分用 的方
14、法测量 而与路径损耗无关的成分可用同时减小所有射频接力段的路径损耗直到基本噪声不再进一步减小的方法来测定 此残余噪声就是基本噪声中与路径无关的成分注 如果接收到的射频载波电平增加不到足以达到此种条件时通常可使用外推法当接收到的射频载波电平较低时 与路径损耗无关的噪声成分可小于测得的残余基本噪声值例如 这可能是由于自动增益控制的作用测得的基本噪声可以画成相对于接收到的射频载波电平的曲线 如图 所示 与路径有关的基本噪声可由此曲线推导出随噪声负载电平和接收到的射频载波电平而变的总噪声按照 测噪声功率比或 测噪声功率电平或信噪比的方法 在相对于常规负载电平的噪声负载电平范围内例如 测量总噪声并画出如
15、图 或图 所示的曲线 根据选用的噪声测量单位当白噪声负载增加到大于标称或常规值时曲线接近于与负载有很大依赖关系的互调噪声 当将白噪声负载降低到小于常规值时噪声接近与负载无关的基本噪声一般是把接收到的射频载波电平调到标称值进行这项测量但是因为噪声负载性能与此电平有严格的依赖关系噪声负载测量一般是在仿真一个或多个接力段的衰落时的较低射频电平上重复测量对每一个接收射频载波电平 都可画出噪声负载电平范围内总噪声变化的曲线 这样可产生出多条与图 或图 所示相类似的曲线另外也可以画出在常规负载条件下总噪声相对于接收到的射频载波电平变化的曲线如图 所示在衰落状态时的噪声负载性能可以改变所选择的某一接力段的路
16、径损耗 所有其他的射频接收机输入电平保持不变 时进行测量 并可画出常规负载时 总噪声功率相对于此一接力段路径损耗变化的曲线结果的表示当测量只需在少量的几个接收到的射频载波电平和 或负载电平情况下进行时 测量结果应以表格形式表示 表格要表示出接收到的射频载波电平 噪声测量信道频率等等 以及测得的基本噪声和总噪声值 当需要在接收到的射频载波和 或负载电平的整个范围内进行测量时测得的数值应以曲线图表示 如图 图 或图 所示要规定的细节详细设备规范中需要时应包括下列项目基带信道容量高通和低通滤波器的频率预加重和去加重特性基带输入端的相对电平常规负载电平噪声负载电平范围相对于常规负载电平每个话路 的方均
17、根频偏基带输出端的相对电平噪声测量信道的中心频率电路的接力段数目接收机射频载波电平的范围容许的基本噪声电平容许的总噪声电平附图图白噪声测试仪的原理图图 仿真无线电接力系统总噪声和基本噪声曲线举例图 噪声性能是负载函数的举例 测量噪声功率比图 噪声性能是负载函数的举例测量噪声功率电平或加权信噪比附录测得的噪声功率比 与噪声功率电平或信噪比的换算补充件噪声功率比 信噪比 或 和噪声计加权噪声功率电平 之间的关系由下列公式给出式中信号对噪声比不加权信号对噪声比 噪声计加权白噪声负载电平带限滤波器的有效带宽 高通和低通滤波器的频率 见表表示使用噪声计加权利用下列方程式可简化其计算式中某些常用系统话路容量的 值列在下表内话 路数当系统话路容量 路时 公式 可用下式近似 误差在 内当系统话路容量为 路时 公式 可用下式近似 误差在 以内附录参考文件参考件建议 计算电话假设参考电路噪声时的前提条件建议 卷 使用连续均匀频谱信号测量频分复用电话无线电接力系统的噪声建议 使用均匀频谱随机噪声负载 测量电缆系统的电路噪声建议 附件 和附件报告 卷 模拟无线电接力系统设备噪声性能的测量建议 卷 频分复用电话无线电接力系统的基带频率转接附加说明本标准由邮电部邮电工业标准化研究所归口本标准由邮电部第四研究所负责起草本标准主要起草人蔡耀成
