《电磁信号在线检测与自动识别软件测试规范》

团体标准

T/SDIE—2021

电磁信号在线检测与自动识别软件测试

规范

2021-XX-XX发布2021-XX-XX实施

山东电子学会发布

T/SDIEX—2021

I

T/SDIEX—2021

1范围

本文件规定了电磁信号在线检测与自动识别软件测试的条件、范围、内容、方法等内容及要求。

本文件适用于电磁信号在线检测与自动识别软件测试。

2规范性引用文件

本文件没有规范性引用文件。

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

调制方式

为了保证通信效果，克服远距离信号传输中的问题，必须通过调制将信号频谱搬移到高频信道中进

行传输。这种将要发送的信号加载到高频信号的过程就叫做调制。实际应用中，无论是模拟信号还是数

字信号，通常都有三种调制方式：调幅、调频和调相。

3.2

模拟/数字调制

模拟调制中，载波参量（幅度、频率和相位）的改变是根据连续的模拟信号变化；在数字调制中，

这些载波参数的变化由离散的数字信号决定。

3.3

矢量信号发生器

又称矢量信号源、微波矢量信号源。矢量信号发生器通常由基带信号产生单元、载波产生单元、矢

量调制单元等组成。基带信号单元主要采用两个DAC经基带成型滤波器创建I和Q两路基带信号；载波

产生单元是用来产生连续载波信号；矢量调制单元首先将载波信号进行90°相移得到两路正交的载波信

号，然后分别与两路基带信号进行调制，再相加得到矢量调制信号。

3.4

程控

程序控制，用计算机按照预先编制好的程序通过相应总线进行远程控制。

3.5

1

T/SDIEX—2021

电磁信息安全测试仪

能够在频域上有效地显示出构成时域信号的各个单独频谱分量的仪器。

3.6

带宽（Band）

信号起始频率与终止频率之差。

3.7

噪声基底（NoiseFloor）

接收信噪比为0dB时，接收机能够的最小信号强度。

3.8

调制深度

通常为已调波的最大振幅与最小振幅之差对载波最大振幅与最小振幅之和的比，用百分数表示。

3.9

码元速率或符号率（SymbolRate）

载波调制符号的转换速率，实际上是载波状态的变化速率。符号率越高，相应信息传输速率也越高，

但信号中包含的频谱成分也越高，占用频带越宽。单位是波特（Baud）。

3.10

数字幅度调制（ASK）

又称振幅键控，是用改变载波幅值的方法来传递符号，即用所传送的数字消息控制载波的幅值。

3.11

数字频率调制（FSK）

又称频移键控，是用改变载波频率的方法来传递符号，即用所传送的数字消息控制载波的频率。

3.12

数字相位调制（PSK）

又称相移键控，是用改变载波相位的方法来传递符号，即用所传送的数字消息控制载波的相位。

3.13

正交幅度调制（QAM）

2

T/SDIEX—2021

用两路独立的基带信号对两个互相正交的同频载波进行抑制载波双边带调幅，利用这种已调信号的

频谱在同一带宽内的正交性，实现两路并行的数字信息的传输。

3.14

数字幅度相位调制（APSK）

又称振幅相移键控，是一种QAM与PSK调制的结合方法,既减小了对放大器非线性的敏感性，又

提高频谱利用率。

3.15

最小频移键控（MSK）

是在FSK基础上发展起来的一种恒包络数字调制技术，最小频移键控是一种连续相位的FSK调制

CPFSK。连续相位保证了信号具有较小的调制带宽。

3.16

滤波器系数

具有理想低通特性的信道是难以实现的，而实际应用的是具有滚降特性的信道，其信道带宽比奈奎

斯特带宽增加的程度：滚降系数，可以表示为（），其中BW是信道的带宽，是

奈奎斯特带宽。是0到1之间的α数值，1+表示α滤=波器B发W送−无��ISI/信��号所需的额外的带宽，通常典�型�值

为0.35~0.5。αα

3.17

星座图

在数字通信领域中，经常将数字信号在复平面上表示，以直观的表示信号以及信号之间的关系，这

种图示就是星座图，也称信号矢量图。

3.18

相对误差

绝对误差与测量值或多次测量的平均值的比值，并且通常将其结果表示成非分数的形式，所以也叫

百分误差。

4缩略词与符号

LAN局域网

3

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IVI可互换虚拟仪器

I信号同相分量

Q信号正交分量

Noise噪声

CW连续载波

AM幅度调制

FM频率调制

M-ASKM阶振幅键控

M-FSKM阶频移键控

MSK最小频移键控

M-PSKM阶相移键控

PI/4DQPSK差分四相相移键控

M-QAMM阶正交振幅调制

M-APSKM阶振幅移相键控

码元速率

B信号带宽

��

载波频率

滤波器系数

��

ISI码间串扰

α

5测试条件与要求

5.1测试环境要求

5.1.1除非另有说明，信号发生器和电磁信息安全测试仪的操作环境需符合GJB3947A-2009中的3

级环境级别要求。

5.1.2除特殊说明，测试温度应在0~50℃内，相对湿度低于80%RH的环境下进行。

5.1.3测试仪器应在测试环境中至少进行温度平衡30min；开机进行工作预热10min。

5.2测试所用的仪器设备要求

应具有和维护足够准确度、质量和数量的试验设备和检验设施，并检定合格。试验用仪器设备见表

1。

表1试验用仪器设备

序号设备名称主要技术指标推荐型号

具有多种调制信号，并可以以文件

1矢量信号发生器Ceyear1465D-V

形式播放任意波

4

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支持频谱分析、IQ分析、LAN程控

2电磁信息安全测试仪Ceyear3926L

接口、IVI可互换虚拟仪器

3射频线缆50欧姆特征阻抗/

德国安诺尼

4射频天线频率范围包含1MHz~8GHz

HyperLOG3080X

5测试用计算机操作系统Windows10/

6信号检测与识别软件具有信号检测和识别功能Signal_Ui.exe

5.3实验装置和测试电路

5.3.1信号发生器

信号发生器应具有多种调制类型信号或者具有任意波数据直接下载播放的功能。信号调制类型包括

但不限于表2中列出的。

表2调制方式

调制类型要求

Noise/

CW/

双音/

AM/

FM/

MASKM=2,4,8

MFSKM=2,4,8,16

MSK/

MPSKM=2,4,8,16,其中M=4时，包括QPSK、OQPSK、PI/4DQPSK

MQAMM=8,16,32,64,128,256

MAPSKM=16,32,64

5.3.2发射天线

5.3.2.1在测试中，应在适当的地方放置一个天线来发送信号，将该天线连接到信号发生器上可以对

产生的调制信号进行发射。该天线带有一个50Ω负载的天线连接器，不会产生信号反射或辐射。

5.3.2.2在天线能够测试的频率范围内，50Ω连接器上的电压驻波比应不大于2:1。

5.3.3接收天线

5

T/SDIEX—2021

5.3.3.1在测试中，应在适当的地方放置一个接收天线来获取信号，将该天线连接到电磁信息安全测

试仪上可以对空中信号频谱进行实时分析。该天线带有一个50负载的天线连接器，不会产生信号反射

或辐射。

5.3.3.2在天线能够测试的频率范围内，50连接器上的电压驻波比应不大于2:1。

5.3.4电磁信息安全测试仪

接收天线连接的电磁信息安全测试仪应具有实时频谱分析和IQ分析等功能，并能使用网线接入以太

网，通过局域网内的控制计算机进行远程控制，在保证网络的物理连接畅通的前提下，将电磁信息安全

测试仪IP地址设置到主控计算机所在的子网中，例如：主控计算机的IP地址是192.168.12.0，则电磁信

息安全测试仪的IP地址应设为192.168.12.XXX，其中XXX为1~255之间的数值。

5.3.5测试电路

图1电磁信号在线检测功能测试布置图

图2电磁信号调制方式识别功能测试布置图

6测试项目及其范围

6.1电磁信号在线检测测试

6.1.1信号筛查功能测试

软件从电磁信息安全测试仪获取实时频谱数据进行信号筛查，信号筛查方式支持但不限于固定电平

筛查、噪底自适应筛查、频谱模板筛查、手动阈值筛查，且被筛查出的信号的中心频率、功率电平、带

宽和持续时间等参数实时显示到筛查信号结果列表中。表3是对各种筛查方式的相应说明。

表3信号筛查方式

6

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序号筛查方式说明

1固定电平筛查用于筛查的阈值曲线根据设置的固定电平大小确定。

2噪底自适应筛查用于筛查的阈值曲线根据底噪曲线与设置的附加值确定。

3频谱模板筛查用于筛查的阈值曲线根据频谱模板与设置的附加值确定。

4手动阈值筛查用于筛查的阈值曲线根据手绘频谱曲线确定。

6.1.2信号触发功能

软件能对筛查出来的信号按照不同参数进行触发标记告警，支持的信号触发方式包括但不限于峰值

电平触发、信号带宽触发、频率范围触发、时间跨度触发，且各触发方式可复选。表4是对各种触发方

式的相应说明。

表4信号触发方式

序号触发方式说明

1峰值电平触发筛查出来的信号的峰值电平高于设置的电平阈值，判定为峰值电平触

发，结果列表中信号的峰值电平特征得到标记。

2信号带宽触发筛查出来的信号的带宽大于设置的带宽阈值，判定为信号带宽触发，

结果列表中信号的带宽特征得到标记。

3频率范围触发筛查出来的信号的中心频率在设置的频率范围内，判定为频率范围触

发，结果列表中信号的中心频率特征得到标记。

4时间跨度触发筛查出来的信号的持续时间大于设置的时间阈值，判定为时间跨度触

发，结果列表中信号的时间跨度特征得到标记。

6.2电磁信号在线识别测试

信号调制方式识别功能：软件从电磁信息安全测试仪获取实时I/Q数据并利用相关算法进行信号调

制方式的识别，所识别信号的中心频率应至少在1MHz~8GHz之间，能识别的调制方式应包括但不限于

表2中所列调制方式，识别信号调制类型的同时给出与之相关的信号参数，参数包括但不限于中心频率、

信号带宽和码元速率，其中码元速率仅针对数字调制信号。

7测试方法

7.1电磁信号在线检测测试方法

7.1.1信号筛查功能测试

7.1.1.1按图1连接仪器，接收天线连接电磁信息安全测试仪，然后用网线将软件所在的电脑与电磁

信息安全测试仪相连接。

7.1.1.2启动软件，使用软件程控电磁信息安全测试仪，设置仪器的中心频率、分析带宽、分辨率带

宽和分析点数。

7.1.1.3选择筛查方式：

——测试固定电平筛选方式：

7

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信号筛查方式选择为固定电平方式，设置固定电平值，启动信号筛查功能；

若信号峰值电平高于设置的固定电平值，则该信号应被检测到，信号结果列表中应显示检

测到信号相关参数，包括但不限于中心频率、峰值功率、带宽和持续时间。

——测试噪底自适应筛选方式：

信号筛查方式选择为噪底自适应方式，设置附加的噪底门限值，启动信号筛查功能；

若信号峰值电平高于实时频谱底噪曲线与设置的噪底门限值之和，则该信号应被检测到，

信号结果列表中应显示检测到信号相关参数，包括但不限于中心频率、峰值功率、带宽和

持续时间。

——测试频谱背景模板筛查方式：

信号筛查方式选择为频谱背景模板方式，并选择一条历史保存的背景模板频谱文件，设置

附加的背景频谱模板阈值容限值，启动信号筛查功能；

若信号峰值电平高于频谱背景模板与设置的容限值之和，则信号应被检测到，信号结果列

表中应显示检测到信号相关参数，包括但不限于中心频率、峰值功率、带宽和持续时间。

——测试手动阈值筛查方式：

信号筛查方式选择为手动阈值方式，首先设置初始手动阈值分段点数、初始阈值，确定后

在频谱图上手动拖动各个标志点，绘制自定义的阈值线，启动信号筛查功能；

若信号峰值电平高于手动绘制的阈值曲线，则该信号应被检测到，信号结果列表中应显示

检测到信号相关参数，包括但不限于中心频率、峰值功率、带宽和持续时间。

7.1.2信号触发功能测试

7.1.2.1基于7.1.1.3中信号筛查的步骤1）2）3）获得筛查结果。

7.1.2.2选择可复用的触发方式：

——测试峰值电平触发方式：

选择峰值电平触发方式，设置触发电平（最大）值，启动信号触发功能；

信号结果列表中某信号的电平大于触发电平值，则应予以相应标记以告警。

——测试信号带宽触发方式：

选择峰值电平触发方式，设置触发带宽（最大）值，启动信号触发功能；

信号结果列表中某信号的带宽大于触发带宽值，则应予以相应标记以告警。

——测试频率范围触发方式：

选择频率范围触发方式，设置频率范围的上限和下限，启动信号触发功能；

信号结果列表中信号中心频率处于设置的频率范围之内，则应予以相应标记以告警。

——测试时间跨度触发方式：

选择时间跨度触发方式，设置持续时间（最大）值，启动信号触发功能；

信号结果列表中某信号的持续时间实时更新，某时刻大于设置的持续时间（最大）值，则

应予以相应标记以告警。

7.2电磁信号在线识别测试方法

7.2.1信号调制方式识别测试

7.2.1.1按图2连接仪器，将矢量信号发生器连接发射天线，接收天线连接电磁信息安全测试仪，然

后用网线将软件所在电脑与电磁信息安全测试仪连接。

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7.2.1.2设置矢量信号发生器中心频率、功率、调制类型、符号速率、滤波器类型及因子等参数，（以

广播段信号为例：设置中心频率98MHz，功率-20dBm,调制类型参见表2，符号速率100KHz,滤波器类型

为根升余弦，滤波因子0.35），发射信号的要求如表5所示。

表5调制信号参数及要求

参数要求

信噪比≥-20dB

中心频率1MHz~8GHz

调制类型模拟调制（幅度、频率、相位）、

数字调制（幅度、频率、相位）

符号速率满足合理的比例，约为载波的1/1000

滤波器类型及因子矩形、高斯、升余弦、根生余弦（0.35~0.5）

7.2.1.3使用软件程控电磁信息安全测试仪，设置仪器的中心频率、分析带宽、分辨率带宽、分析点

数和轨迹平均次数（以广播段信号为例：设置中心频率98MHz，分析带宽400KHz,分辨率带宽800Hz，

分析点数5000点，轨迹平均10次）。

7.2.1.4结果判定：

——识别结果：每种调制信号至少测试20次，记录每次算法识别结果及调制类型出现次数的占比，

最终推荐识别结果为20次识别结果中占比最高的信号类型，若推荐识别结果与信号源发射的

信号调制类型一致，则判定识别正确；反之，判定识别错误；

——参数估计：当信噪比SNR≤0dB时，若估计的参数（中心频率、信号带宽和码元速率，其中码

元速率仅针对数字调制信号）结果值与信号源设置的参数值的相对误差≤5%，则判定参数估计

正确；反之，判定为参数估计错误。当信噪比SNR＞0dB时，若估计的参数结果值与设置的参

数值的相对误差≤1%，则判定参数估计正确；反之，判定为参数估计错误。

A

附录A

（资料性）

IVI-3.1规范

IVI驱动是一种能够实现继承功能的驱动，可以直接与仪器硬件或者通过软件层与另外的IVI驱

动进行通信。IVI驱动程序最早是由IVI基金会提出了IVI规范这个概念。IVI基金会是一个开放式

的为了促进简化互换性的编程规范，增强仪器性能并减少程序开发和维护成本、提高测试仪器开发效率

的组织。IVI规范最早是由测试公司和仪器制造厂商在API的基础上共同制定的标准仪器编程。

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超越VXI即插即用驱动程序的IVI驱动程序提供了许多功能。已开发的IVI规范统一和高标准的

可用性和完整性为驱动提供了先进功能，例如仪器仿真，状态缓存，自动范围检查，多线程安全。以下

是IVI提供的一些对于测量系统设计的优点：

·IVI定义了应用程序编程接口（API）规范常见的测量功能，减少学习一门新的IVI仪器所需的

时间。

·仪器仿真允许开发人员没有仪器也可以运行代码。此功能能够在缺少测量硬件资源情况下，同样

完成任务，简化了测试测量应用。

·IVI驱动程序功能增强了易用性在流行应用开发环境中的使用。IVI标准的API兼并了IVI驱

动程序的在适当情况下，提供快捷、直观地访问驱动器功能。

·IVI驱动程序提供的互换性。互换性减少的时间和精力，可以融入新的或现有系统测量装置。

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BA

附录B

（资料性）

数字调制信号

B.1数字幅度调制ASK

以二进制振幅键控2ASK为例，2ASK是利用代表数字信息“0”或“1”的基带矩形脉冲去键控一个连续的

载波，使载波时断时续地输出。有载波输出时表示发送“1”，无载波输出时表示发送“0”。

图B.12ASK示意图

B.2数字频率调制FSK

以二进制频移键控2FSK为例，2FSK信号是符号“0”对应于载频f0，而符号“1”对应于与f0不同的另一

载波f1的已调信号。

图B.22FSK示意图

B.3数字相位调制PSK

以二进制相移键控BPSK为例，BPSK信号是用相位0和Π来分别表示“0”或“1”。

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图B.3BPSK示意图

最常见的数字调制为四相相移键控QPSK，QPSK时利用载波的四种不同相位差来表征输入的数字信息，

四种载波相位分别为45˚，135˚，225˚，275˚。

图B.4QPSK星座图

B.4正交幅度调制QAM

16QAM是指包含16种符号的QAM调制方式。16QAM是用两路独立的正交4ASK信号叠加而成，4ASK是

用多电平信号去键控载波而得到的信号。它是2ASK调制的推广，和2ASK相比，这种调制的优点在于

信息传输速率高。

图B.516QAM星座图

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B.5幅度相位调制APSK

APSK与传统方型星座QAM（如16QAM、64QAM）相比，其分布呈中心向外沿半径发散，所以又名星型

QAM。

图B.616APSK和32APSK星座图

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CB

附录C

（资料性）

模拟调制信号

模拟信号是指在信号随时间连续变化，在模拟信号中，不同时间点位置的信号值是连续变化的。与

数字信号相比，模拟信号的处理方法简单，不需要专门的信号处理器，且具有更高的分辨率和信息密度，

不存在量化误差，因此可以利用模拟信号较为准确地描述自然界物理量的值。常见的模拟调制分为幅度

调制和角度调制：频率调制和相位调制。

幅度调制原理：信号的幅度调制是指基带信号的变化去控制载波的振幅变化。幅度调制分为：调幅

（AM），它携带载频信号；双边带调制（DSB），抑制载波的双边带调制；单边带调制（SSB），单边

带调制又分上边带调制和下边带调制。

频率调制原理：频率调制(FM)是角度调制的一种，指的是使载波频率随着调制信号变化的调制方式，

即已调信号的瞬时角频率随基带信号的改变而变化的调制过程。和AM不同，FM属于非线性调制，其己调

信号频谱是调制信号频谱的非线性变换。

图C.1典型模拟调制信号示意图

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DC

附录D

（资料性附录）

射频天线

推荐使用的射频天线型号：德国安诺尼HyperLOG3080X是一款超高增益有源对数周期天线，频率范

围达8GHz，配备可拆卸低噪音放大器，前置放大器和天线可单独使用，具有超高性价比可选配定向激光、

指南针等用于干扰源定位。规格参数如下表所示：

表D.1天线参数规格

名称：有源对数周期天线

型号：HyperLOG3080X

频率范围：380MHz-8GHz

校准点：763（10MHz步进）

增益：45dBi（典型值）

驻波比：<1：2.5

回波损耗优于-10dB

天线系数：20-43dB/m

标准阻抗：50欧姆

射频连接：SMA

三脚架：1/4''

重量：1400g

尺寸（L/W/D）：590x360x30mm

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ED

附录E

（资料性附录）

信号筛查

E.1固定电平

测试固定电平信号筛查方式，以广播频段信号为例：设置中心频率98MHz，分析带宽20MHz，分辨率

带宽20KHz，分析点数1000点。

附图8为固定电平信号筛查结果示意图。读取信号频谱数据显示之后（黄色线），设置固定电平阈

值（-45dBm），界面上显示一条值为设置的电平阈值的阈值直线（红色线），信号频谱存在超过固定电

平阈值线（红色线），则该信号被筛查出来（蓝色线框）。

图E.1.固定电平信号筛查结果示意图

E.2噪底自适应

测试噪底自适应信号筛查方式，以广播频段信号为例：设置中心频率98MHz，分析带宽20MHz，分辨

率带宽20KHz，分析点数1000点。

附图9为噪底自适应信号筛查结果示意图。读取信号频谱数据显示之后（黄色线），设置噪底门限

阈值（15dB），界面上显示一条值为超过信号噪底设置的门限阈值的阈值曲线（红色线），信号频谱存

在超过噪底门限阈值线，则该信号被筛查出来（蓝色线框）。

图E.2噪底自适应信号筛查结果示意图

E.3频谱模板

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测试频谱模板信号筛查方式，以广播频段信号为例：设置中心频率98MHz，分析带宽20MHz，分辨率

带宽20KHz，分析点数1000点。

附图10为频谱模板信号筛查结果示意图。读取信号频谱数据显示之后（黄色线），选择一条历史频

谱模板（可自主选择任意时间地点保存频谱仪上的数据作为频谱模板），设置频谱模板阈值容限值，界

面上显示一条值为超出频谱模板设置的容限值的阈值曲线（红色线），频谱存在超过频谱模板容限阈值

线（红色线），则该信号被筛查出来（蓝色线框）。

图E.3频谱模板信号筛查结果示意图

E.4手动阈值

测试手动阈值信号筛查方式，以广播频段信号为例：设置中心频率98MHz，分析带宽20MHz，分辨率

带宽20KHz，分析点数1000点。

附图11为手动阈值信号筛查结果示意图。读取信号频谱数据显示之后（黄色线），设置初始阈值的

点数和初始值，用于用户手动拖动阈值点从而得到一条手动阈值的曲线（红色线），信号频谱存在超过

手动阈值线，则该信号被筛查出来（蓝色线框）。