2 Применяемая мобильная станция контроля

Отчет МСЭ-R SM.2156
(09/2009)
Роль контроля за использованием
спектра для подкрепления проверок
Серия SM
Управление использованием спектра
Отчет МСЭ-R SM.2156
ii
Предисловие
Роль Сектора радиосвязи заключается в обеспечении рационального, справедливого, эффективного и
экономичного использования радиочастотного спектра всеми службами радиосвязи, включая спутниковые
службы, и проведении в неограниченном частотном диапазоне исследований, на основании которых
принимаются Рекомендации.
Всемирные и региональные конференции радиосвязи и ассамблеи радиосвязи при поддержке
исследовательских комиссий выполняют регламентарную и политическую функции Сектора радиосвязи.
Политика в области прав интеллектуальной собственности (ПИС)
Политика МСЭ-R в области ПИС излагается в общей патентной политике МСЭ-Т/МСЭ-R/ИСО/МЭК,
упоминаемой в Приложении 1 к Резолюции 1 МСЭ-R. Формы, которые владельцам патентов следует
использовать для представления патентных заявлений и деклараций о лицензировании, представлены по
адресу: http://www.itu.int/ITU-R/go/patents/en, где также содержатся Руководящие принципы по выполнению
общей патентной политики МСЭ-Т/МСЭ-R/ИСО/МЭК и база данных патентной информации МСЭ-R.
Серии Отчетов МСЭ-R
(Представлены также в онлайновой форме по адресу: http://www.itu.int/publ/R-REP/en.)
Серия
Название
BO
Спутниковое радиовещание
BR
Запись для производства, архивирования и воспроизведения; пленки для телевидения
BS
Радиовещательная служба (звуковая)
BT
Радиовещательная служба (телевизионная)
F
Фиксированная служба
M
Подвижная спутниковая служба, спутниковая служба радиоопределения,
любительская спутниковая служба и относящиеся к ним спутниковые службы
P
Распространение радиоволн
RA
Радиоастрономия
RS
Системы дистанционного зондирования
S
Фиксированная спутниковая служба
SA
Космические применения и метеорология
SF
Совместное использование частот и координация между системами фиксированной
спутниковой службы и фиксированной службы
SM
Управление использованием спектра
Примечание.  Настоящий Отчет МСЭ-R утвержден на английском языке Исследовательской
комиссией в соответствии с процедурой, изложенной в Резолюции 1 МСЭ-R.
Электронная публикация
Женева, 2010 г.
 ITU 2010
Все права сохранены. Ни одна из частей данной публикации не может быть воспроизведена с помощью каких
бы то ни было средств без предварительного письменного разрешения МСЭ.
Отчет МСЭ-R SM.2156
1
ОТЧЕТ МСЭ-R SM.2156
Роль контроля за использованием спектра для подкрепления проверок
(2009)
СОДЕРЖАНИЕ
Стр.
1
Сфера применения ...................................................................................................................
2
2
Введение....................................................................................................................................
2
2.1
Эффективная излучаемая мощность и напряженность поля ..................................
2
2.2
Измерение побочных излучений................................................................................
3
2.3
Измерения маски .........................................................................................................
4
2.4
Измерения частоты......................................................................................................
4
Приложение 1 – Пример контроля, применяемого в Нидерландах
для планируемых проверок .....................................................................................................
5
1
Сравнение измерений и вычисленных значений напряженности поля ..............................
5
2
Тенденции .................................................................................................................................
7
3
Полоса пропускания.................................................................................................................
8
4
Расписание измерений .............................................................................................................
9
5
Резюме .......................................................................................................................................
10
Приложение 2 – Пример мобильного контроля с целью выбора кандидатов
для проверки сети PLT в Бразилии .........................................................................................
10
1
Введение....................................................................................................................................
10
2
Применяемая мобильная станция контроля ..........................................................................
10
3
Конфигурация испытываемого устройства ...........................................................................
11
4
Справочные документы ...........................................................................................................
11
5
Измерения .................................................................................................................................
11
6
Сравнение несимметричной антенны и анализатора спектра с мобильной
станцией контроля....................................................................................................................
12
Заключение ...............................................................................................................................
20
7
Отчет МСЭ-R SM.2156
2
1
Сфера применения
В настоящем Отчете рассматривается роль контроля за использованием спектра для подкрепления
проверок с приведением примеров. Можно говорить о том, что контроль за использованием спектра
подкрепления проверки, когда связь контроля использования спектра с проверками очень тесная или
непосредственная. Во избежание недопонимания, следует пояснить, что такие подкрепление и
"проверка на местах" не являются взаимозаменяемыми, но могут дополнять друг друга в общем
процессе осуществления проверки.
Кроме того, в приложениях к этому Отчету содержатся примеры образцов и рабочих механизмов
контроля из опыта разных стран. Задача наблюдений за использованием спектра для подкрепления
проверок не нова, но благодаря улучшениям автоматического управления контрольным
оборудованием получены превосходные результаты.
Обсуждаемым методом является использование стандартного контрольного/измерительного
оборудования для начала проверки путем регистрации тех же параметров, которые будут записаны во
время проверки. Результаты наблюдений, полученные при помощи данного оборудования, можно
использовать для выбора кандидатов для проверки "на местах". Эти процессы контроля не заменяют
собой проверки на местах, но могут применяться для экономии средств в ситуациях, когда в
противном случае понадобилось бы множество дорогостоящей и иногда уникальной аппаратуры для
измерений.
2
Введение
Дистанционные проверки не являются чем-то новым, но благодаря доступности автоматизации такой
вид проверки, в настоящее время может дать более точные результаты, чем полученные при помощи
традиционных методов контроля за использованием спектра.
Чтобы иметь верное представление о дистанционных проверках, следует сказать несколько слов о
точности и погрешностях измерений. На погрешность измерения влияют как применяемые
технологии, так и ограничения оборудования. Здесь обсуждаются некоторые основные параметры,
которые должны быть измерены, и указаны их ограничения. Для эффективной координации между
службами контроля и службами проверки и для эффективности этих проверок важно иметь полное
понимание ограничений задач контроля для содействия при проверках.
2.1
Эффективная излучаемая мощность и напряженность поля
Рассматривая несколько разных методов получения э.и.м., можно определить несколько примеров
соответствующей точности, как результат используемой методики. В таблице 1 приведены наиболее
часто встречающиеся случаи для измерения/оценки э.и.м. Каждый метод имеет свои преимущества и
получаемую точность.
ТАБЛИЦА 1
Точность (2 σ)
(дБ)
Независимость
э.и.м. и диаграмма
направленности антенны
8 дБ
Да
Долгосрочный контроль
1 или 2 направления
5 дБ
Да
Проверка на месте
Только макс. э.и.м.
2 дБ
Нет
(дополнительная погрешность 7 дБ)
Измерения с вертолета
э.и.м. и диаграмма
1,4 дБ
Да
Тип
Контроль по тракту
Результат э.и.м.
Отчет МСЭ-R SM.2156
3
Можно увидеть, что для проверки на месте добавляется дополнительная неопределенность. Причина
этого состоит в том, что большинство передающих станций оборудованы сумматорами, фильтрами и
большими синтезированными конструкциями антенн без физического доступа к их отдельным
компонентам. Значения ослабления можно измерить только во время монтажа станции, и потому они
известны только оператору станции с приблизительной точностью. Для небольших станций с
доступом ко всем компонентам эта дополнительная неопределенность не применяется.
Вместо посещений мест, где находятся передающие станции и проведения физических проверок или
измерений при помощи подвижных устройств контроля, измерения передатчиков также можно
выполнять со стационарных (удаленных) станций. Во многих странах службы контроля имеют
станции дистанционного контроля, которые можно использовать для измерения основных
параметров передатчика под разными углами и сравнить результаты с теоретическими значениями,
полученными при помощи инструментов планирования. Если эти измерения автоматизировать, то
обработка данных и представление результатов больше не потребуют много времени. Если
автоматизация применена правильно, ее можно полностью использовать для административных
процессов, однако инженер по эксплуатации, имеющий возможность контроля, всегда должен нести
полную ответственность за обеспечение качества и истолкование результатов. Окончательные
результаты измерений могут быть представлены в виде графиков для каждого канала и списка, в
котором красным/зеленым цветом показана ситуация для всех передатчиков. Руководящий персонал
станции контроля или отдел правоприменения может решить, для чего использовать эти результаты.
Следует заметить, что для получения обычной точности, указанной в таблице, устройства контроля
должны располагаться на таких расстояниях, где колебания напряженности поля из-за условий
распространения радиоволн находятся в разумных пределах.
Погрешность измерения контрольной установки и количество станций контроля, используемых для
получения результата, являются факторами, которые надо учитывать. Обычно контрольный
приемник имеет датчик напряженности поля, но ему не хватает как необходимой точности, так и
линейности. Другим фактором является антенна, стандартные антенны, используемые для контроля,
являются широкополосными, но у их диаграммы направленности и коэффициенты усиления
определены по всему частотному диапазону недостаточно точно. Поэтому описанный метод не
заменяет измерений с вертолета или физической проверки с использованием измерительного
оборудования, но может упростить выбор кандидатов для дальнейшей проверки.
2.2
Измерение побочных излучений
Кроме дистанционных измерений э.и.м. и напряженности поля можно выполнить дистанционное
измерение побочных излучений, но ограничения здесь будут другими.
Побочные излучения обычно представляются в виде значения на x дБ ниже и состоят из внеполосных
излучений, шума, гармоник и пр. Фактором, влияющим на измерения, является антенна испытуемой
передающей станции. Особого внимания заслуживает диаграмма направленности антенны. Побочные
сигналы, существенно отличающиеся от полезного сигнала, передаются с совершенно другой
диаграммой направленности антенны, чем у полезного сигнала. Конечно же, все это зависит от
полосы пропускания и других параметров передающей антенны, но в большинстве случаев
определить погрешность невозможно. На рисунке 1 приведено графическое выражение этой
проблемы.
Голубая диаграмма направленности антенны относится к полезному сигналу, а красная – показывает
побочные компоненты. В главном лепестке побочные излучения кажутся на 20 дБ меньше, а при
азимуте 285° побочное излучение на 10 дБ выше полезного сигнала. Можно заключить, что для того,
чтобы сделать какие-либо выводы относительно абсолютного значения побочных излучений,
использующих удаленные станции необходимо выполнить измерения, используя множество точек
измерения.
Маловероятно, что необходимые измерения для определения значений побочных излучений можно
выполнить, используя только одну станцию дистанционного контроля. Можно получить просто
подтверждения наличия побочных излучений, поддающихся измерению, особенно когда измерение
происходит из разных мест (под разными углами).
Отчет МСЭ-R SM.2156
4
РИСУНОК 1
Диаграмма направленности антенны передатчика для полезного и побочного сигналов
0
30
330
20 dB
60
300
–10 dB
90
–40
–35
–30
–25
–20
–15
120
–5
0
270
240
150
210
180
2.3
–10
Report 2156-01
Измерения маски
Измерения маски применяются для измерения полосы пропускания или соответствия излучаемого
спектра стандартному или эталонному. Обычно для этого типа измерений используется анализатор
спектра или измерительный приемник с функциями сканирования. Для некоторых измерений
требуется определенная скорость сканирования или обработки ввиду динамического характера
сигнала. Однако контрольные приемники могут имитировать некоторые функции анализатора
спектра, если у них есть необходимое программное обеспечение. Точность измерения и возможности
сканирования такой системы должны рассматриваться в связи с наблюдаемыми отклонениями от
маски, а результаты использоваться только для запуска последующих проверок.
2.4
Измерения частоты
Обычно стандартный контрольный приемник не имеет возможности осуществлять точные измерения
частоты. Эти неточности по большей части обусловлены изменениями температуры в месте
нахождения приемника и отсутствия стандартного сигнала частоты, например термостатированного
эталонного генератора. В большинстве случаев нет и настоящих частотомеров, вместо них
применяются частотные селекторы или похожие решения. Все вместе это ведет к относительно
нестабильной установке для измерения частоты.
Однако возможно проведение показательных измерений с применением внешних источников
стабильной частоты в том же диапазоне частот, что и контролируемый сигнал. Это может быть
стабильный радиовещательный передатчик или местный эталонный источник, например, из сигнала
стандартных частот, полученного в системе GPS. Перед каждым важным измерением необходимо
проводить калибровку. Результаты будут иметь большую погрешность измерения и потому могут
использоваться снова только для запуска последующих проверок.
Отчет МСЭ-R SM.2156
5
Приложение 1
Пример контроля, применяемого в Нидерландах для планируемых проверок
Зачастую национальные администрации отвечают за планирование и использование и на основе
нормативно-правовых документов диапазона ЧМ радиовещания. В процессе управления
использованием спектра на национальном уровне используются инструменты планирования для
расчета покрытия и напряженности поля на основе технических параметров, например мощности,
высоты антенны, диаграмм направленности антенны для каждой станции. Эти технические
параметры включены в условия лицензий. Существует прочная связь между теоретическими и
практическими значениями, так что в некоторой степени для определения технических параметров
передающих станций можно применять те же инструменты планирования, использующие
измеренные значения от станций контроля в качестве входных данных. В этом примере установлен
этот принцип и проведено исследование диапазона ЧМ радиовещания (в Районе 1: 87,5–108 МГц).
Этот принцип применим также и к другим службам.
Сравнение измерений и вычисленных значений напряженности поля
1
Как уже говорилось, станции контроля относительно неточны, когда дело касается измерений
напряженности поля и частоты. Однако с их помощью можно достаточно верно определить
тенденции и относительные значения измерения.
В этом практическом примере данные измерений для диапазона частот 87,500–107,500 МГц (107,480)
преобразованы в два графика. На одном приведена стандартная спектрограмма, на другой показаны
обработанные данные с мин/макс/средними значениями. Для построения обоих графиков
использовались одни и те же данные. На долгосрочном графике (24 час) показаны включения и
выключения станций, а также напряженность главного поля с достаточной точностью.
РИСУНОК 2
Спектрограмма и график мин/макс/средних значений, включая вычисленные значения
TSO spectrogram lelytad, date: 24/04/04
100
80
15
60
10
40
5
20
88
90
92
94
@TSO
96
98
100
Df = 20 кГц Частота (МГц)
102
104
0
106
TSO spectra NERA, date: 30/01/05 To = 0 h, DT = 23,8 h
E (дБ(мкВ/м))
20
15
10
Макс
Среднее
Мин
5
88
90
92
94
@TSO
96
Df = 20 кГц
98
100
Частота (МГц)
102
104
106
Report 2156-02
дБ(мкВ/м)
Время (час)
20
Отчет МСЭ-R SM.2156
6
Для каждого канала шириной 100 кГц делается график с мин/макс/средними значениями, а также
наносится розовая линия с ромбом наверху, отражающая теоретическое вычисленное значение,
полученное от инструмента планирования. Вычисленное значение можно получить, зная расстояние
от передатчика до станции контроля и величину разрешенной в лицензии э.и.м., использующей
соответствующую модель планирования. Это позволяет пользователю сравнивать измеренное и
предсказанное (в лицензии) значения напряженности поля.
Для оценки воздействия изменения сигнала во времени создан временной график за период 24 часа,
показывающий теоретическое вычисленное значение в виде пунктирной линии и графика
распределения за тот же период. Цветной график отражает движение усредненного графика по
наблюдаемому каналу и по соседним каналам.
Эта информация используется по двум причинам. Первая – это стабильность системы контроля.
Изменения в измеренных значениях эталонного сигнала можно использовать для представления о
максимальной достижимой точности. Вторая – это фактическое колебание измеренного сигнала из-за
распространения радиоволн, которое также влияет на точность.
РИСУНОК 3
Напряженность поля по времени, распространению и спектру
100
City FM
@TSO NERA 06/03/05 freq: 97.6 MHz
Freq: 97.6
100
Chir. 61.6 (dB( mV/m))
90
90
1 000
80
80
800
70
70
Modus = >
60
600
50
400
40
Gem = 62.3
10% = 67
60
50
40
30
Median = 63
200
30
20
90% = 56
10
20
0
Stddev = 4.6
E (дБ(мкВ/м))
Напряженность поля (дБ(мкВ/м))
Rotterdam
0
5
10
15
20
25
20
0
40
60
80
100
97,4
97,6
97,8
Report 2156-03
Графики, похожие на приведенные выше, доступны для всех каналов на каждой удаленной станции,
но для доступа к этой информации необходим инструмент управления, который создан на основе
веб-интерфейса. На рисунке 4 показан интерфейс, имеющий вид спектрограммы.
Для доступа к графикам всех каналов можно выбрать соответствующий день измерения, удаленную
станцию, желаемый канал, передвигая курсор по спектрограмме, а затем кликнуть в нужном месте.
На экране будут доступны три графика с подробной информацией, разделенной по трем графикам.
Также существует возможность выбора при помощи таблицы с частотами.
Отчет МСЭ-R SM.2156
7
РИСУНОК 4
Веб-интерфейс для доступа к отдельным графикам
Report SM.2156-04
2
Тенденции
Как показано в таблице 1 в основном тексте Отчета, абсолютная точность измерения э.и.м. при
помощи измерения напряженности поля с удаленной станции составляет примерно 5 дБ. Для задач
проверки это полезно в качестве показательного измерения. Для предваряющих проверку работ
имеет смысл провести похожие на эти измерения, если требования выполняются через регулярные
интервалы времени и сравниваются с данными за прошедшие периоды. Такой тип измерений
называется измерением тенденций.
Из всех измерений выводится усредненное значение и сохраняется в файле, который используется
для создания графиков, демонстрирующих прослеживающиеся тенденции.
Каждая колонка на рисунке 5 является результатом 24 часов измерений. Голубая линия показывает
теоретическое значение.
Отчет МСЭ-R SM.2156
8
РИСУНОК 5
Измерение тенденций с удаленной станции контроля "Axel"
Измерение тенденций VMN Axel 91,2 МГц, вычисленного с 61,6 дБ
100
90
261204
190205
010105
041204
050305
220105
50
210104
241004
061104
171004
040904
0221004
240704
210804
260604
100704
280504
130604
250404
150504
030504
110404
290204
140304
150204
230204
080204
250104
231203
170104
60
231203
E (дБ(мкВ/м))
70
060205
80
40
30
20
Вычислено
Измерено
10
1
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
21
23
Радиовещательная станция Wavre (Бельгия)
25
27
29
31
33
Report 2156-05
Эти графики доступны со всех удаленных станций для каждого частотного канала. Поэтому каждый
канал может рассматриваться с разных углов.
3
Полоса пропускания
Кроме напряженности поля и значений э.и.м., вычисленных из него, также можно определить
занятую полосу пропускания. Для ЧМ радиовещания используется МСЭ-R SM.1268-1 для проверки
общего отклонения, мощности модуляции и формы и размера спектра при помощи так называемого
метода спектральной маски. Измерения спектральной маски можно смоделировать при помощи
описанных регистраций диапазона частот. Хотя для задач использования на основе нормативноправовых документов они недостаточно точны, тем не менее они дают неплохое представление о
характеристиках спектра.
Для этого моделирования спектральной маски нельзя применять выполненные обычным способом
измерения в диапазоне частот 87,5–107,5 МГц или 87,5–112,5 МГц из-за низкого разрешения в 20 кГц
на шаг. Использование диапазона частот в 5 МГц с шагом в 5 кГц дает достаточное разрешение, если
частотный диапазон измеряется по 1000 шагов. Для этих целей за 10 часов можно измерить весь
диапазон ЧМ с четырьмя сегментами по 5 МГц.
Отчет МСЭ-R SM.2156
9
РИСУНОК 6
Смоделированные измерения спектральной маски
@TSO spectra Gielen, date: 15/02/05, T0 = 1.1 h, DT= 2.71 h
100
E ( дБ(мкВ/м))
80
60
40
Radio Simone
Hoogezand
Inselsberg
Radio 2
Smilde
20
Radio Drenthe
Smilde
Radio
Smilde
Business news RA
Smilde
Inselsberg
Radio
Smilde
Radio 3FM
Smilde
0
87
88
Макс
Среднее
Мини
Waver-overijs
Chir
89
90
Df = 5 кГц
91
92
Частота (МГц)
Report 2156-06
Все спектры более мощных передатчиков (заранее определенный уровень) автоматически получают
спектральную маску, также на график наносятся теоретическое предсказанное значение
напряженности поля (розовое ромбическое) и идентификация станции. Для каждого канала можно
получить и более подробные данные, как показано на графике ниже.
РИСУНОК 7
Напряженность поля и полоса пропускания одного канала
@TSO Gieten 15/02/05 freqency: 88 MHz
100
Radio 2
Smilde
Chir. 87.7 (dB( mV/m))
Freq: 88 MHz
250
100
90
200
80
80
Stddev = 4.4
70
150
60
70
E (dB(mV/m))
Напряженность поля (дБ(мкВ/м))
90
Modus = 88
Gem = 85.8
100
50
90% = 79
60
50
40
30
40
Median = 87.6
50
20
20
10% = 89
30
1,5
2
2,5
Время
3
3.5
0
20
40
10
60
80
E (дБ(мкВ/м ))
100
0
87,8 87,9
88
88,1 88,2
Частота (МГц)
Report 2156-07
На графиках на рисунке 7 приведена информация о принимаемой напряженности поля, и дана
возможность сравнения измеренного (87,6 дБ(мкВ/м)) и теоретического значений напряженности
поля (87,7 дБ(мкВ/м)). Также на них дана информация о напряженности поля передатчика в течение
определенного времени (24 час.). Используемая полоса пропускания показана при помощи
моделируемых измерений спектральной маски.
4
Расписание измерений
Для измерения всех значений напряженности поля в диапазоне ЧМ радиовещания (BC) используются
регистрации диапазона частот. Этот широко распространенный в Европе гармонизированный метод
описан в Рекомендации ECC(05)01.
Каждая регистрация длится 24 часа, начинаясь в 00 час. 00 мин. и заканчиваясь в 23 час. 59 мин., и
проводится одновременно со всех доступных удаленных станций. Передачи многих ЧМ
передатчиков могут приниматься не одним удаленным приемником, и поэтому передатчики могут
наблюдаться с разных углов азимута.
Отчет МСЭ-R SM.2156
10
Для того чтобы отслеживать тенденции напряженности принимаемого поля данный тип
автоматических измерений ЧМ радиовещательного диапазона должен часто повторяться. Частота
повторений зависит от приоритетов, указанных в результате управления использования спектра.
Зачастую удаленные станции проводят измерения в диапазонах частот в соответствии с расписанием
измерений, которое включает диапазон ЧМ РВ. Частота измерений в данном диапазоне зависит от
важности данного диапазона, но может проводиться ежемесячно.
Измерения для получения информации о полосе пропускания при помощи моделируемых измерений
спектральной маски могут выполняться раз в три месяца через случайные интервалы времени.
5
Резюме
Регистрации диапазона частот, выполненные стационарными станциями контроля, можно
использовать для дистанционной проверки выполнения множества условий, указанных в выданных
радиостанциям лицензиях с некоторыми ограничениями. К условиям лицензирования, о которых
можно собрать информацию, относятся: излучаемая мощность, диаграмма направленности антенны и
полоса пропускания.
Чем больше удаленных приемных станций используется, и чем более равномерно географически они
распределены, тем выше качество. В областях, где нет необходимого покрытия станциями с
дистанционным управлением, можно использовать полуподвижные станции контроля. Информация,
собранная таким способом, может рассматриваться как проверка радиостанций, а также может
применяться в качестве инструмента для определения того, какие радиостанции следует посетить для
физической проверки.
Приложение 2
Пример мобильного контроля с целью выбора кандидатов
для проверки сети PLT в Бразилии
1
Введение
Системы электросвязи по линиям электропередач (PLT) являются непреднамеренными излучателями
радиочастотного (РЧ) излучения и могут вызывать помехи в радиоприемниках. Администрация
Бразилии подготовила регуляторное положение по широкополосной PLT с целью снижения
возможных помех, которые может создавать такое оборудование.
Администрация Бразилии изучает альтернативный метод измерения помех от систем электросвязи с
высокоскоростной передачей данных по линиям электропередач при помощи мобильных станций
контроля. Для того чтобы гарантировать, что альтернативный метод действует, результаты должны
сравниваться с результатами измерений при помощи обычной рамочной антенны и анализатора
спектра.
Испытания этого исследования проходили в Порту-Алегри – Риу-Гранди-ду-Сул (RS), Южная
Бразилия, в рамках испытаний, проводимых Предприятием по обработке данных в Порту-Алегри
(PROCEMPA).
2
Применяемая мобильная станция контроля
Мобильная станция контроля включает в себя систему радиоконтроля, состоящую из комплекта
оборудования, применяемого для радиоэлектронных измерений. Эта система позволяет проводить
контроль, запись и анализ радиоэлектронных излучений, включая инструменты определения
направления. Применялась активная несимметричная антенна, а полоса частот по разрешению была
установлена на 9 кГц.
Отчет МСЭ-R SM.2156
3
11
Конфигурация испытываемого устройства
Оборудование PLT было установлено на использование диапазона 7,925–11,725 МГц нисходящего
потока и 2,460–4,960 МГц восходящего потока.
4
–
–
Справочные документы
ФКС – 04-245: Поправка к Части 15, касающаяся новых требований и руководящих указаний
для измерений для доступа к широкополосным службам при помощи систем электросвязи по
линиям электропередач/систем связи с током несущей частоты, включая широкополосную
связь в системах электросвязи по линиям электропередач.
Рекомендация МСЭ-T K.60-2003: Ограничения излучения и методы проверок для сетей
электросвязи.
–
Рекомендация МСЭ-R P.372-9: Радиошум.
–
IEC CISPR 16-2:2002, Specification for radio disturbance and immunity measuring apparatus and
methods – Part 2: Methods of measurement of disturbances and immunity.
–
IEC CISPR 22:2003, Information technology equipment – Radio disturbance characteristics –
Limits and methods of measurement.
5
Измерения
Топология сети PLT показана на рисунке 8a. Все измерения проводились на Clara Nunes Street, улице,
перпендикулярной линии передач со средним напряжением, около узла C. Во время испытаний, как
показано на рисунке 8b, были включены только узел B (ведомый) и узел C (ведущий)."
РИСУНОК 8a
Топология сети PLT
K
315 m
J
250 m
275 m
HE 2
I
410 m
L
250 m
H
G
315 m
275 m
CPE 1
HE 1
CPE 2
K
J
I
L2
L1
L2
CPE 2
290 m
F
E
410 m
215 m
CPE 2
CPE 1
H
L
470 m
D
L2
CPE 1
740 m
L1
C
L2
HE 1
CPE 2
G
Pilot project
PLC restinga
(rede MT)
E
215 m
470 m
HE 2
CPE 1
D
L1
L1
740 m
HE 1
C
700 m
L1
CPE 1
F
700 m
CPE 1
HE 2
B
B
L2
450 m
A
410 m
Тестируемый модем
450 m
CPE 2
A
Report 2156-08a
12
Отчет МСЭ-R SM.2156
РИСУНОК 8b
Места измерений
Точка измерения 150 м
Линия связи PLT
и узел С
Точки измерения 10 м,
30 м и 150 м
Линия со
средним напряжением
узла "С"
Report 2156-08b
6
Сравнение несимметричной антенны и анализатора спектра с мобильной станцией
контроля
На рисунке 9a показана позиция мобильной станции контроля, где Xm – это расстояние между
проекциями на уровень земли линии передачи и активной несимметричной антенны.
На рисунке 9b показана традиционная установка для измерения напряженности поля1, где Xm′ – это
расстояние между проекциями на уровень земли линии передачи и несимметричной антенны.
1
Несимметричная антенна измеряет напряженность магнитного поля, H, однако для нереактивного ближнего
поля напряженность электрического поля, E, можно вычислить, умножив H на 377 Ом.
Отчет МСЭ-R SM.2156
13
РИСУНОК 9a
Измерительная установка для мобильной станции контроля
N
R
S
T
Высота антенны
равна 2,3 м
10 м
Проекция на уровень земли
принимающей антенны
Xm
Report 2156-09a
РИСУНОК 9b
Измерительная установка для несимметричной антенны
N
R
S
T
10 м
Xm'
Высота антенны
равна 1 м
Проекция на уровень земли
принимающей антенны
Report 2156-09b
Отчет МСЭ-R SM.2156
14
Для измерения минимального уровня шума оборудования на вход мобильной станции контроля была
подана нагрузка. На рисунке 10 сравниваются минимальные уровня шума оборудования и
окружающей среды.
РИСУНОК 10
Уровень (дБ(мкВ/м))
Видно, что минимальный уровень шума окружающей среды примерно на 36 дБ
выше минимального уровня шума оборудования
90
84
78
72
66
60
54
48
42
36
30
24
18
12
6
0
–6
–12
–18
–24
7,9
8,26
8,62
8,98
9,34
9,7
10,06
10,429
10,789
11,149
11,509
11,869
Частота (МГц)
Антенна
Нагрузка
Многочлен (антенна)
Многочлен (нагрузка)
Report 2156-10
Отчет МСЭ-R SM.2156
15
На рисунке 11 показана загрузка спектра на средних частотах (СЧ) и на высоких частотах (ВЧ), когда
PLT включена и выключена. Точки 1 и 2 – ВЧ радиовещательные станции.
РИСУНОК 11
PLT включена (голубая линия) и PLT выключена (зеленая линия)
9,650000 МГц 39,0 дБмкВ
6,005000 МГц 39,0 дБмкВ
77,0 дБмкВ
–23,0 дБмкВ
Мин: 2,000000 МГц
Макс : 20,000000 МГц
Report 2156-11
На рисунке 12 сравниваются результаты измерений мобильной станции контроля и несимметричной
антенны. Начальная и конечная части графика должны быть отброшены (как указывает зеленая
линия), так как измерения не были синхронизированы. Усредненный уровень сигнала был равен
примерно 70 дБ(мкВ/м) для обычного метода и 82 дБ(мкВ/м) для альтернативного метода,
т. е. разница составила 12 дБ. Можно увидеть, что оба сигнала имеют одинаковые характеристики.
Отчет МСЭ-R SM.2156
16
РИСУНОК 12
Сравнение мобильной станции контроля (UMR) с несимметричной антенной,
обе используют пиковый детектор
90
84
78
72
Уровень (дБ(мкВ/м))
66
60
54
48
42
36
30
24
18
12
6
0
7,909
8,386
8,872
9,349
9,826
10,31
10,79
11,27
11,75
Частота (МГц)
Антенна
UMR
На рисунке 13 представлено
среднеквадратичного).
сравнение
разных
Report 2156-12
детекторов
(пикового,
квазипикового
и
РИСУНОК 13
Разные детекторы
90
84
78
Уровень (дБ(мкВ/м))
72
66
60
54
48
42
36
30
24
18
12
6
7,50
7,95
8,40
8,85
9,30
9,75
10,20
10,85
11,10
11,55
12,00
12,45
Частота (МГц)
Пиковый дБ(мкВ)
Среднеквадратичный дБ(мкВ)
Квазипиковый дБ(мкВ)
Report 2156-13
Отчет МСЭ-R SM.2156
17
Ограничение 30 дБ(мкВ/м) для 30 м эквивалентно значению 48,6 дБ(мкВ/м) для 10 м, учитывая
ослабление 40 дБ/декаду. На рисунке 14 значение выходной мощности PLT было установлено на
минимум, и даже тогда измеренный выходной уровень был выше более чем на 48,6 дБ(мкВ/м).
РИСУНОК 14
Измеренный выходной уровень выше более чем на 48,6 дБ(мкВ/м)
90
84
78
72
Уровень (дБ(мкВ/м)
66
60
54
48
42
36
30
24
18
12
6
0
7,9
8,296
8,692
9,097
9,493
9,898
10,29
10,7
10,78
Частота (МГц)
Рамочная антенна
UMR
Report 2156-14
На рисунке 15 приведены результаты, рассматривающие максимальную выходную мощность PLT
(голубая линия), минимальную мощность PLT (розовая линия), и когда PLT отключена (зеленая
линия), когда можно определить другие службы электросвязи.
Отчет МСЭ-R SM.2156
18
РИСУНОК 15
Связь "ведущий-ведомый" была установлена с PLT с минимальными значениями мощности
90
84
78
Уровень (дБ(мкВ/м))
72
66
60
54
48
42
36
30
24
18
12
6
0
7,9
8,17
8,44
8,71
8,98
9,25
9,52
9,79
10,1
10,3
10,6
10,9
Частота (МГц)
PLT max
PLT отключена
PLT min
Report SM.2156-15
На следующих графиках представлены значения измерения на расстоянии 30 м, 50 м, 100 м и 150 м,
но в данное время эти расстояния являются параметрами Xm и Xm′ м рис. 9a и 9b.
РИСУНОК 16
Измерения на расстоянии 30 м. Ослабление было эквивалентно для обоих методов.
В виду недостаточной синхронизации, начало и конец графика должны быть отброшены
90
84
78
72
Уровень (дБ(мкВ/м))
66
60
54
48
42
36
30
24
18
12
6
0
7,5
8,04
8,58
9,165
9,705
10,29
10,83
11,42
11,96
Частота (МГц)
UMR на расстоянии 30 м
Рамочная антенна на расстоянии 30 м
Report 2156-16
Отчет МСЭ-R SM.2156
19
РИСУНОК 17
Измерения на расстоянии 50 м. Разница между обоими методами все еще равна примерно 12 дБ.
Однако по сравнению с предыдущими графиками в сигналах присутствует меньше ковариантности.
Снова начало и конец графика должны быть отброшены
90
84
78
Уровень (дБ(мкВ/м))
72
66
60
54
48
42
36
30
24
18
12
6
0
7,5
8,04
8,58
9,165
9,705
10,29
10,83
11,42
11,96
Частота (МГц)
UMR на расстоянии 50 м
Рамочная антенна на расстоянии 50 м
Report 2156-17
РИСУНОК 18
Измерения на расстоянии 100 м. На этом расстоянии измерения на некоторых частотах с рамочной антенной были
выше, чем с подвижной станцией контроля. Некоторые радиовещательные сигналы начинают вносить
значительный вклад в суммарный сигнал. Снова начало и конец графика должны быть отброшены
90
84
78
Уровень (дБ(мкВ/м))
72
66
60
54
48
42
36
30
24
18
12
6
0
7,5
8,04
8,58
9,165
9,705
10,29
10,83
11,42
11,96
Частота (МГц)
UMR на расстоянии 100 м
Рамочная антенна на расстоянии 100 м
Report 2156-18
Отчет МСЭ-R SM.2156
20
РИСУНОК 19
Измерения на расстоянии 150 м. На этой позиции трансформатор с низким напряжением начинает вносить вклад
в общий уровень шума, а отношение несущая/шум других систем электросвязи было выше. С этой точки PLT
не создает помех другим службам, включая армейскую радиосвязь, которая присутствовала в испытаниях
90
84
78
Уровень (дБ(мкВ/м))
72
66
60
54
48
42
36
30
24
18
12
6
0
7,5
8,04
8,58
9,165
9,705
10,29
10,83
Частота (МГц)
UMR на расстоянии 150 м
Рамочная антенна на расстоянии 150 м
Report 2156-19
7
Заключение
Результаты показывают, что систематические ошибки случаются, однако эти ошибки можно
значительно сократить при помощи коэффициента коррекции. Калибровка коэффициента ошибок
должна осуществляться при помощи рамочной антенны.
Процедуры синхронизации измерений традиционным и альтернативным способами должны быть
улучшены, для того чтобы оптимизировать калибровку ошибок коррекции и создавать точные
статистические данные об ошибках.
В настоящее время для качественной оценки или для приближения первого порядка для количественной
оценки можно применять альтернативный метод. Анализ погрешностей и статистических данных об
ошибках будет вопросом дальнейших исследований, чтобы можно было провести полное сравнение.
Результаты показывают, что применение подвижных станций контроля с активной несимметричной
антенной подходит для измерений излучения систем электросвязи, использующих подачу
электроэнергии по проводам, но этот альтернативный метод можно улучшить.
______________