通信系统典型指标测量

2.2.1误码率的定义与产生原因
误码率定义
误码率是指在测量期间传输出错的码元数与传输的 总码元数之比。通常所说的误码率多指1.2.3节中 定义的信息差错率，即误比特率或比特误码率（ Bit Error Ratio，BER）。此外，若传输码以码组 形式出现时，其误码率可用误码组率（Block Error Ration）表示；当传输码以字符形式出现时 ，其误码率可用误字符率（Character Error Ration）表示；当误码成群出现时，其误码率可用 误码群率（Cluster Bit Error Ratio或Burst Error Ratio）表示。本书中，误码率一般指比特 误码率。
FFT型频谱测量方法频率范围和精度主要取决于模数转换器 （ADC）的采样率和数据位数。
2.1.3 显示扫频型频谱测量
滤波器1
多
~
低通滤波 器
路 分 配
滤波器2
器
滤波器n
检波器1 检波器2
检波器n
扫描开关
显示器
用扫描开关扫描，使显示器上逐个显示各滤波器的输出。不 能显示随机信号的实时频谱分布情况，主要用于周期和准周 期信号测量。
2.1.5 扫频超外差型频谱测量
混频
~
衰减器
低通滤波 器
中放
检波器
视放
本振
扫描电路
显示器
把固定中频的窄带中频放大器作为选择频率滤波器，把本振作 为扫频器件，输出本振信号频率从低到高连续扫动，与输入的 被测信号中各频谱分量逐个混频，使之变为相应的中频频谱分 量，经检波和视频放大后送显示器。
扫频超外差型频谱测量（续）
泰克 RSA6114A 系列实 时频谱分析仪
9kHz-14GHz
2.1通信信号频谱测量
频谱测量仪的指标： 1.频率范围 2.RBW（Resolution Bandwith） 3.灵敏度
2.1.1多通道滤波器型频谱测量Байду номын сангаас
滤波器1
检波器1
指示器1
多
~
宽带低噪 声放大器
路 分 配
器
滤波器2
检波器2
扫频超外差型频谱测量最难解决的问题是真假信号的识别。 由于混频器是非线性器件，一般要求本振幅度足够大。当 被测信号较小时，混频器相对于对输入信号而言，是线性 工作状态，这时会出现两种假响应： ➢ 1 多次响应 由于本振信号在混频器上会产生多个谐波，因此单频信号 可能会与多个本振频率的不同谐波分量混频得到同一中频 分量，因而在显示器上出现多个响应，从而导致错误的测 量结果。
第二章 通信系统典型指标测量
频谱特性是通信系统，特别是无线通信系统所关注的测 量内容。通过测试可以得到带宽、谐波等特性参数。频 谱特性测量的方法随着电子技术的进步而发展，从模拟 滤波的方法发展到采用数字技术，频谱测量的精度得以 大幅提高。
频谱测量可以分为实时型和扫频型两大类 实时型测量可以同时显示所有频率成分的测量结果 扫频型只能在滤波器或本振扫描并捕捉到感兴趣信 号时，顺序显示测量结果。
基于以上定义，若令 为传fB 输出错的比特数， 为传
输的总比特数， 误n码B 率为：
为测量时间， t
为吞吐量， 则
BER f B f B
nB t
在其它参数为常量的情况下，随着时间t趋于无穷 大，BER趋于误码概率 PB，即：
BER PB
t
为了找出误码出现的规律，常常要计算误码组率，因 为误码组率反映了误码对通信链路产生的实际效应 。例如，“突发”产生的误码会导致高误码率，但 由于无效数据包是以误码组形式出现的，因而需要 重传的数据包数量就相对较低，即误码组率较低； 与此相反，数量虽然很少，但分布却很广泛的误码 产生的误码组率就较高。根据不同的吞吐量（参见 ITU V.52），误码组率可以用不同长度（5112047比特）的测试块进行计算，若 为无效码组的 数量，nBL 为发送码组的数量，则误码组率为：
（2）在混频器之前安装跟踪预选择性带通滤波器，其中 心频率和扫频频率同步调谐。
2.1.6 通信系统的带宽
➢ 在模拟通信系统中，信号的带宽即频带的宽度，单位是赫兹 （Hz）。
➢ 在数字通信系统中，带宽常指的是信号的传输速率，单位是 比特/秒。数字通信系统中的带宽即网络带宽。
➢ 传输介质的带宽，指的是在该传输介质（或信道）中可传输 信号的最高频率与最低频率之差。
扫频超外差型频谱测量（续）
➢ 2 谐波响应 由于本振信号的多个倍频分量的存在，一个本振对具 有多个频率成分的信号可能会同时响应，在显示器上 叠加为同一根响应线，也分辨不清信号频率的幅度， 从而带来测量误差。 解决上述问题有两种方法：
（1）安装信号识别装置，识别输出信号与本振进行混频 的模式，从而在对应的频率尺度上直接读出输入信号 的频率。
2.1.4 调谐滤波器型频谱测量
~
调谐滤波 器
检波器
扫描信号 发生器
优点：结构简单，价格低廉。 缺点：灵敏度低，分辨力差，绝 对通频带随频率升高而变宽。
显示器
主要应用在被测信号较强，频谱 分量比较稀疏和在较宽频率范围
内搜索信号的情况。
通过在整个测量范围内移动一个带通滤波器的中心频率来工作。 中心频率自动反复在信号频谱范围内扫描，依次选出的被测信号 各频谱分量经检波和视频放大后加至显示器的垂直偏转电路，而 显示器水平偏转电路的输入信号为调谐滤波器的中心频率。
指示器2
滤波器n
检波器n
指示器n
优点：瞬时检测，能显示瞬变和不确定信号，测量速度快，动态范围宽等。 缺点：工作频率范围低，代价昂贵 ,尤其对宽带信号
2.1.2 快速傅里叶变换（FFT）型频谱测量
~
衰减器
低通或带 通滤波器
A/D
FFT
显示器
可对非周期信号和瞬态信号进行分析。由于采用了数字信号 处 理 技 术 ， FFT 型 频 谱 测 量 方 法 能 分 辨 两 条 谱 线 间 隔 小 于 100Hz的信号。
频谱分析仪
E4407B-COM ESA-E通 安捷伦E4448A PSA 系列频 讯测试分析仪，9 kHz 至 谱分析仪，3 Hz - 50 GHz 26.5 GHz
国产AV－4032系列12.4， 18，26.5 GHz 频谱仪
安立MS－2721A 手 持式7.1GHz 频谱仪
R/S FSH－3手持 式3GHz 频谱仪
➢ 一般来说，带宽越大，信道容量越大，传输速率越高。 ➢ 测量得到信号频谱之后，就可直接算出信号带宽，如3dB
带宽（半功率带宽）等等。
2.2误码率测量
误码率是衡量数字通信系统传输质量优劣的一个重 要指标。在ITU建议G.821和G.826中，描述了确 定数字数据通信链路质量的相关准则。本章主要讨 论通信系统误码率测量，包括误码率的基本概念、 各种电信业务对误码性能的要求、误码特性的评定 方法与误码性能参数，以及误码率的测量方法。