第十四章信道占用度测试与测试技术分析完整版.docx

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第十四章信道占用度测试与测试技术分析完整版

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第十四章信道占用度测试与测试技术分析

《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、279～281MHz）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、