无线电干扰的APD测量方法及实现

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 无线电干扰的 APD 测量方法及实现 摘 要：主要讨论了无线电干扰 的 APD 测量方法，介绍了传统的无线 电干扰的测量方法及其局限性、APD 的 定义及 APD 测量系统的设计与实现， 并通过仿真实验进行了验证。由于 APD 能够更加真实地反映无线电干扰的脉冲 特征，对于正确评估无线电干扰对数字 通信系统的影响具有重要参考价值。 中国论文网 /8/view-12762668.htm 关键词： 无线电干扰； APD 测 量； 数字通信； 中频包络 中图分类号： TN995?34 文献标 识码： A 文章编号： 1004?373X（ 2014）09?0056?02 0 引 言 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 传统的无线电干扰测量中，一般 测量干扰的准峰值或平均值对干扰进行 评价。而且 CISPR 出版物和我国的相关 国家标准中给出的无线电干扰限值也一 般以准峰值或均值的形式给出。 但是随着通信技术特别是数字通 信技术的发展，传统的准峰值或平均值 测量无法全面评估无线电干扰对数字通 信的影响。而且无线电干扰是一个随机 过程，单纯的采用某几个参量并不能完 全评估干扰的特性，比较理想的方法是 对无线电干扰进行统计特性分析。2005 年，日本相关机构向 CISPR 提出采用 APD 方法测量无线电干扰1。 利用 APD 测量方法，不仅可以 获得无线电干扰的统计特性，还可以通 过换算获得传统测量方法的结果2。 1 传统测量方法与局限性 目前在主流的无线电干扰测量中， 一般采用准峰值或均值对无线电干扰进 行测量。这是因为历史上制定有关无线 电干扰的标准时，其出发点是为了保护 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 无线电通信业务，而早期的通信系统主 要采用模拟调幅体制。而经过大量实验 表明，无线电干扰在通过准峰值检波器 后电表的指示与人类听觉器官的感觉一 样，所以准峰值检波得到了推广和广泛 应用3。 随着通信技术的发展，产生了更 多的通信制式，同一类干扰对不同体制 的系统的影响也不一样，由于准峰值的 局限性，开始引入平均值测量，用于描 述干扰的包络电平特征。 但是传统的测量方法主要偏重于 考察无线电干扰对模拟语音通信效果的 影响，但是随着数字通信的出现，无线 电干扰对数据传输误码率的影响成为关 注的焦点，这就需要给出无线电干扰的 包络电平统计特性，而这是传统测量方 法所无法给出的。 2 APD 的定义 APD（Amplitude Probability Distribution）的全称是“幅度概率分布”。 它是指干扰包络幅度超过门限电平E的 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 时间概率。对实际测量系统而言，它描 述的是接收机中频包络的时间统计特性。 如图 1 所示，在某次测量时间T 内，有N个时段包络幅度超出了门限 电平E，ti为每次超出E的持续时间。 则 APD 的数学定义可表示为： P（AE）=i=1NtiTc （1） 图 1 中频包络示意图 3 APD 测量系统的实现 3.1 CISPR 的方案 从 APD 的定义可以看出，APD 测量系统实现的关键是提取无线电干扰 的包络并计算包络幅度超过门限电平E 的时间概率。 CISPR 报告中给出了两种方案1， 一种是不采用采用 A/D 采样，直接利用 一组比较器和计数器实现，另一种是采 用 A/D 采样，利用 CPU 和辅助电路进 行统计计算。 上述两种方案均需要一些辅助门 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 电路进行电平判断，设计起来较为复杂 并且不够灵活扩展。这里采用“软件无 线电”的思想对第二种方案进行改造。 3.2 软件无线电技术 软件无线电技术是以一个通用的 模块化硬件平台为依托，通过软件来实 现无线电功能。因为系统的功能由程序 来实现，系统的功能很容易扩展和修改。 无线电干扰测量本质上是对中频输出进 行处理，处理中用到的滤波、变频、检 波、统计等都有相应的计算方法或模型， 完全可以用纯软件计算的方式来实现 APD 测量，可以独立于前端接收系统， 用软件接口技术实现软件与硬件的分离。 如果设计的计算软件要完全脱离 硬件系统，可以利用软件设计中的抽象 接口的手段，在软件中预留硬件控制部 分的抽象接口。这样既可以与多种硬件 系统进行耦合，也可以通过建立虚拟仪 器的方法实现仿真实验，软件的灵活性 就大大提高了。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 3.3 中频包络的提取 本文所谓的提取包络，严格地说 是提取包络的幅度信息，因为 APD 测 量的对象是包络的幅度电平，提取包络 就应该将中频信号进行下变频；提取包 络后，可采用统计算法程序提取包络的 统计信息，完成测量。中频包络提取的 流程如图 2 所示。 图 2 中，自 A/D 采样后的所有流 程都是靠软件实现。 由于 APD 测量需要较长的时间， 数据量较大，一般数据采集板的数据缓 冲较小，无法满足一次存储所有数据。 为了解决这个问题，实测系统中，笔者 使用的采样设备为 PCI 接口的数据采集 板，并采用了“ 双缓冲” 技术，保证了数 据的高速传输和数据的连续性。 图 2 包络提取流程图 3.4 APD 的计算 假设通过上节所述流程获得了N组 包络电平EN；需要测试M组门限电 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 平DM 。 设超过电平Di的电平计数为 nAPDi。 则门限电平 Di的幅度概 率分布 APDi为： APDi= （nAPDi ）N （2） 4 仿真实验 为了验证软件 APD 参量计算算 法的正确性，模拟产生了一组服从标准 正态分布的信号。仿真计算结果如图 3 所示。 图 3 仿真计算结果 图 3 中，理论计算的 APD 是根 据正态分布的包络服从瑞利分布这一结 论计算得到。软件计算的 APD 比理论 计算的 APD 要小，这可能是由于滤波 器通带的不平坦和滤波导致的正态分布 信号带宽损失引起的。总体上软件计算 的结果与理论计算结果是吻合的。 5 结 论 本文提出了一种 APD 测量系统 的方案，仿真计算表明该方案是完全可 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 行的，包络提取与 APD 计算完全脱离 于硬件设备，即可进行实际测试，也可 应用于干扰数据处理与仿真实验，