JJF 1532-2015基带衰落模拟器校准规范-(高清原版).pdf
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1、中华人民共和国国家计量技术规范J J F1 5 3 22 0 1 5基基带衰落模拟器校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rB a s e b a n dF a d i n gS i m u l a t o r s 2 0 1 5-0 6-1 5发布2 0 1 5-0 9-1 5实施国 家 质 量 监 督 检 验 检 疫 总 局 发 布市场监管总局市场监管总局基基带衰落模拟器校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rB a s e b a n dF a d
2、i n gS i m u l a t o r sJ J F1 5 3 22 0 1 5 归 口 单 位:全国无线电计量技术委员会 起 草 单 位:工业和信息化部通信计量中心 本规范委托全国无线电计量技术委员会负责解释J J F1 5 3 22 0 1 5市场监管总局市场监管总局本规范主要起草人:郭隆庆(工业和信息化部通信计量中心)孙景禄(工业和信息化部通信计量中心)参加起草人:冉志强(工业和信息化部通信计量中心)J J F1 5 3 22 0 1 5市场监管总局市场监管总局目目 录引言()1 范围(1)2 引用文件(1)3 概述(1)4 计量特性(1)4.1 参考晶体振荡器(1)4.2 路径损
3、耗(1)4.3 多普勒频移(1)4.4 频率响应(1)4.5 直流偏置电压(1)4.6 频谱纯度(1)4.7 路径时延(2)4.8 I/Q不平衡(2)4.9 输入输出端口电压(2)5 校准条件(2)5.1 环境条件(2)5.2 校准用设备(2)6 校准项目和校准方法(3)6.1 外观及工作正常性检查(3)6.2 参考晶体振荡器频率准确度(3)6.3 路径损耗(4)6.4 多普勒频移(4)6.5 频率响应(4)6.6 直流偏置电压(5)6.7 频谱纯度(5)6.8 路径时延(6)6.9 I/Q不平衡(6)6.1 0 信道通路直通功能检查(7)6.1 1 衰落模拟功能检查(7)7 校准结果表达(8
4、)8 复校时间间隔(9)附录A 校准记录表格(1 0)附录B 校准证书内页格式(1 4)附录C 不确定度评定实例(1 7)附录D 典型无线衰落模型理论示意图(2 9)J J F1 5 3 22 0 1 5市场监管总局市场监管总局引引 言本规范依据J J F1 0 7 12 0 1 0 国家计量校准规范编写规则编制。本规范针对基带衰落模拟器的校准方法,分别从参考晶体振荡器频率准确度、路径损耗、多普勒频移、频率响应、直流偏置电压、频谱纯度、路径时延、I/Q不平衡、信道通路直通、功能检查的方面进行了规定,并在附录中给出了校准项目的测量不确定度评定示例。本规范为首次发布。J J F1 5 3 22 0
5、 1 5市场监管总局市场监管总局基带衰落模拟器校准规范1 范围本规范适用于新制造、使用中和修理后的基带衰落模拟器的校准。2 引用文件本规范引用下列文件:J J F1 2 8 62 0 1 1 无线信道模拟器校准规范注:凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规范;凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。3 概述基带衰落模拟器对输入信号进行抽样,利用数字信号处理算法对抽样数字序列进行处理,然后将处理后的数字序列经过数模转换、滤波等环节输出,能够完全参数化地实时仿真建立信号传播环境模型,模拟多普勒频移、瑞利衰落、莱斯衰落等信号传播特征,具备G S M、C DMA、W
6、L AN等无线通信标准的信道模拟能力,主要用于无线通信设备和产品的研发、制造和评估。4 计量特性4.1 参考晶体振荡器频率:1 0MH z准确度:11 0-64.2 路径损耗路径损耗范围:0d B5 0d B最大允许误差:0.3d B4.3 多普勒频移多普勒频移范围:0.1H z 16 0 0H z最大允许误差:1%4.4 频率响应频率范围:5H z 1 6 0MH z频率响应:-0.6d B+0.1d B4.5 直流偏置电压直流电压范围:-2V2V最大允许误差:2mV4.6 频谱纯度:-6 0d B c1J J F1 5 3 22 0 1 5市场监管总局市场监管总局4.7 路径时延路径时延范
7、围:0s 16 0 0s最大允许误差:5n s4.8 I/Q不平衡I/Q时延不平衡:2n sI/Q幅度不平衡:0.2 5d BI/Q相位不平衡:0.8 4.9 输入输出端口电压输入电压范围:0.5V输出电压范围:0.0 2V2V注:以上指标不是用于合格性判别,仅供参考。5 校准条件5.1 环境条件5.1.1 环境温度:2 35。5.1.2 相对湿度:2 0%8 0%。5.1.3 电源要求:(2 2 01 1)V、(5 01)H z。5.1.4 周围无影响仪器正常工作的电磁干扰和机械振动。5.2 校准用设备5.2.1 信号发生器频率范围:5H z 1 6 0MH z输出功率电平范围:-6 0d
8、B m+1 0d B m功率电平最大允许误差:1.0d B5.2.2 频率计数器频率范围:5H z 1 6 0MH z准确度:11 0-75.2.3 电压表直流电压测量范围:-3V3V最大允许误差:0.0 2%5.2.4 频谱分析仪频率范围:5H z 4 8 0MH z电平测量范围:-1 0 0d B m+1 0d B m线性度最大允许误差:0.1d B分辨力带宽:1 0H z 1 0 0k H z5.2.5 网络分析仪频率范围:5H z 1 6 0MH z幅度测量范围:1 0d B-3 0d B相位测量范围:-1 8 0+1 8 02J J F1 5 3 22 0 1 5市场监管总局市场监管
9、总局幅度测量最大允许误差:0.0 8d B相位测量最大允许误差:0.26 校准项目和校准方法校准项目一览表见表1。表1 校准项目表序号项目名称1外观及工作正常性检查2参考晶体振荡器频率准确度3路径损耗4多普勒频移5频率响应6直流偏置电压7频谱纯度8路径时延9I/Q不平衡1 0信道通路直通功能检查1 1衰落模拟功能检查6.1 外观及工作正常性检查6.1.1 基带衰落模拟器应有说明书及全部配套附件。6.1.2 基带衰落模拟器各开关、旋钮、按键等应安装牢固,调节正常。仪表不应有影响电气性能的机械损伤。6.1.3 接通电源后,基带衰落模拟器应能正常工作,指示器显示正常,各功能按钮切换正常。6.1.4
10、进行以下校准时,基带衰落模拟器及校准用设备应按规定时间预热。6.2 参考晶体振荡器频率准确度6.2.1 仪表连接如图1所示。图1 参考晶体振荡器频率准确度6.2.2 将基带衰落模拟器参考输出连接频率计数器的输入端,由频率计数器读出参考频率的实际值fs。并记录于附录A表A.1。3J J F1 5 3 22 0 1 5市场监管总局市场监管总局6.3 路径损耗6.3.1 仪表连接如图2所示。信号发生器输出连接基带衰落模拟器信道1的I路输入,基带衰落模拟器信道1的I路输出连接频谱分析仪输入。图2 路径损耗6.3.2 设置信号发生器输出正弦波信号,电平为-1 0d B m,频率为f,校准频点通常选择基带
11、衰落模拟器的中心频率,或根据技术要求选择。6.3.3 基带衰落模拟器设置信道1的一条路径打开,其余路径关闭,被校路径的损耗设置为0d B,调制项设置为多普勒模式,多普勒频移比率设为0。6.3.4 频谱分析仪中心频率设为f,设置适当的参考电平、输入衰减、分辨力带宽和扫频带宽。将标记功能(M a r k e r)打开,设置在峰值电平处,选择标记相对测量功能。6.3.5 设置被校基带衰落模拟器路径损耗值L,读取频谱分析仪标记的电平测量结果,并记录于附录A表A.2。6.3.6 改变路径损耗值L,重复步骤6.3.5。6.3.7 改变连接基带衰落模拟器其他测试信道和端口,重复步骤6.3.16.3.6。6.
12、4 多普勒频移6.4.1 仪表连接如图2所示。6.4.2 设置信号发生器输出正弦波信号,电平为-1 0d B m,频率为f,校准频点通常选择基带衰落模拟器的中心频率,或根据技术要求选择。6.4.3 基带衰落模拟器设置信道1的一条路径打开,其余路径关闭,被校路径的损耗设置为0d B,调制项设置为多普勒模式,多普勒频移比率设为1,多普勒频移设置为0。6.4.4 频谱分析仪中心频率设为f,设置适当的分辨力带宽、扫描点数,将标记功能(M a r k e r)打开,设置在峰值电平处,选择标记相对测量功能。6.4.5 设置被校基带衰落模拟器多普勒频移fD,频谱分析仪扫频宽带设置大于2fD,重新将标记设置在
13、峰值电平处,读取频谱分析仪标记的频率差测量结果,并记录于附录A表A.3。6.4.6 改变多普勒频移fD,重复步骤6.4.5。6.4.7 改变连接基带衰落模拟器其他测试信道和端口,重复步骤6.4.16.4.6。6.5 频率响应6.5.1 网络分析仪的起始和终止频率设为基带衰落模拟器频率范围,选择S 2 1幅度测量模式,然后进行直通校准。6.5.2 仪表连接如图3所示。将网络分析仪输出连接基带衰落模拟器信道1的I路输入,基带衰落模拟器信道1的I路输出连接网络分析仪输入。4J J F1 5 3 22 0 1 5市场监管总局市场监管总局图3 频率响应6.5.3 基带衰落模拟器设置信道1的一条路径打开,
14、其余路径关闭,被校路径的损耗设置为0d B,调制项设置为多普勒模式,多普勒频移比率设为0。6.5.4 在网络分析仪上读取参考频点的测量结果AR,然后分别读取频率范围内测量结果的最大值和最小值A,则频率响应由公式(1)计算,记录于附录A表A.4中:=A-AR(1)6.5.5 改变连接基带衰落模拟器其他测试信道和端口,重复步骤6.5.26.5.4。6.6 直流偏置电压6.6.1 仪表连接如图4所示,将基带衰落模拟器信道1的I路输出连接到电压表。图4 直流偏置电压6.6.2 基带衰落模拟器调制项设为多普勒模式,多普勒频移比率设为0,设置信道1的一条路径打开,其余路径关闭,直流偏置电压设为U,校准电平
15、点应分别在正、负满量程内至少选择的1 0%、5 0%、1 0 0%三个电平点,或根据技术要求选择。6.6.3 电 压 表 设 为 直 流 电 压 测 量 模 式,读 取 电 压 表 测 量 结 果,并 记 录 于 附 录A表A.5。6.6.4 改变直流偏置电压值U,重复步骤6.6.26.6.3。6.6.5 改变连接基带衰落模拟器其他测试信道和端口,重复步骤6.6.16.6.4。6.7 频谱纯度6.7.1 频谱纯度 谐波失真。6.7.1.1 仪表连接如图2所示。6.7.1.2 设置信号发生器输出正弦波信号,电平为-1 0d B m,频率为f,校准频点应至少选择基带衰落模拟器低、中、高三个频段,每
16、个频段内选择一个频点,或根据技术要求选择。6.7.1.3 基带衰落模拟器设置信道1的一条路径打开,其余路径关闭,被校路径的损耗设置为0d B,调制项设置为多普勒模式,多普勒频移比率设为0。5J J F1 5 3 22 0 1 5市场监管总局市场监管总局6.7.1.4 设置频谱分析仪中心频率为f,设置适当的参考电平、输入衰减、分辨力带宽和扫频带宽。将频谱分析仪的标记功能(M a r k e r)打开,设置在峰值电平处,记录标记处的电平值P1,并记录在附录A表A.6中。6.7.1.5 将频 谱 分 析 仪的 中 心 频 率 分 别 设 为2f、3f和1/2f,使 用 标 记 功 能(M a r k
17、 e r)分别 读 出 三 个 频 率 点 的 功 率 电 平P2、P3和P1/2,并 记 录 在 附 录A表A.6中。6.7.1.6 分别使用公式(2)、公式(3)和公式(4)计算载波频率为f的二次谐波、三次谐波和1/2次谐波,并记录在附录A表A.6中。二次谐波 a2=P2-P1(2)三次谐波 a3=P3-P1(3)1/2次谐波 a1/2=P1/2-P1(4)6.7.1.7 改变基带衰落模拟器的输出频率f,重复步骤6.7.1.26.7.1.6。6.7.2 频谱纯度 非谐波。6.7.2.1 仪表连接如图2所示。6.7.2.2 设置信号发生器输出正弦波信号,电平为-1 0d B m,频率为f,校
18、准频点通常选择基带衰落模拟器的中心频率,或根据技术要求选择。6.7.2.3 设置频谱分析仪中心频率为f,将频谱分析仪的标记功能(M a r k e r)打开,设置在峰值电平处,记录标记处的功率电平值Pc,并记录在附录A表A.7中。6.7.2.4 设置频谱分析仪的起始频率和终止频率分别为偏移载波中心频率f1和f2,或根据技术要求设置,使用标记功能读取该非谐波频率范围的最大功率电平Ps,并记录在附录A表A.7中。6.7.2.5 使用公式(5)计算非谐波频谱纯度,并记录在附录A表A.7中。as=Ps-Pc(5)6.7.2.6 改变连接基带衰落模拟器其他测试信道和端口,重复步骤6.7.2.2 6.7.
19、2.5。6.8 路径时延6.8.1 仪表连接如图3所示。6.8.2 基带衰落模拟器设置信道1的一条路径打开,其余路径关闭,被校路径的损耗设置为0d B,调制项设置为多普勒模式,多普勒频移比率设为0,路径时延设为0s。6.8.3 网络分析仪设置适当的起始和终止频率,选择S 2 1时延测量模式,然后进行直通校准。6.8.4 设置被校基带衰落模拟器路径时延D,路径时延应至少选择满量程的1 0%、5 0%、1 0 0%三个时延设置值,或根据技术要求选择,在网络分析仪上读取测量结果,并记录于附录A表A.8中。6.8.5 改变路径时延D,重复步骤6.8.36.8.4。6.8.6 改变连接基带衰落模拟器其他
20、测试信道和端口,重复步骤6.8.16.8.5。6.9 I/Q不平衡6.9.1 仪表连接如图3所示。6.9.2 被校基带衰落模拟器设置信道1的一条路径打开,其余路径关闭,被校路径的6J J F1 5 3 22 0 1 5市场监管总局市场监管总局损耗设置为0d B,调制项设置为多普勒模式,多普勒频移比率设为0。6.9.3 网络分析仪的起始和终止频率设为基带衰落模拟器频率范围,选择S 2 1直通校准。6.9.4 分别将网络分析仪的输出和输入端口连接到信道1的Q路输入和Q路输出端口,设置为S 2 1时延测量模式,读取网络分析仪时延测量结果最大值和最小值,绝对值较大的为I/Q时延不平衡,并记录于附录A表
21、A.9中。6.9.5 改变网络分析仪为S 2 1幅度测量模式,读取网络分析仪幅度测量结果最大值和最小值,绝对值较大的为I/Q幅度不平衡,并记录于附录A表A.1 0中。6.9.6 改变网络分析仪为S 2 1相位测量模式,读取网络分析仪相位测量结果的最大值和最小值,绝对值较大的为I/Q相位不平衡,并记录于附录A表A.1 1中。6.9.7 改变连接基带衰落模拟器其他测试信道和端口,重复步骤6.9.16.9.6。6.1 0 信道通路直通功能检查6.1 0.1 仪表连接如图2所示。6.1 0.2 设置信号发生器输出正弦波信号,电平为-1 0d B m,频率为f,校准频点通常选择基带衰落模拟器的中心频率,
22、或根据技术要求选择。6.1 0.3 被校基带衰落模拟器设置信道1的一条路径打开,其余路径关闭,被校路径的损耗设置为0d B,调制项设置为多普勒模式,多普勒频移比率设为0,打开直通功能。6.1 0.4 频谱分析仪中心频率设为f,扫频带宽1k H z,分辨力带宽自动,扫描时间自动,将标记功能(M a r k e r)打开,设置在峰值电平处,记录标记处的电平值,记录于附录A表A.1 2中。6.1 1 衰落模拟功能检查6.1 1.1 瑞利衰落模拟(频域)功能检查6.1 1.1.1 仪表连接如图2所示,设置信号发生器输出正弦波信号,电平为-1 0d B m,频率为f,校准频点通常选择基带衰落模拟器的中心
23、频率。6.1 1.1.2 被校基带衰落模拟器设置信道1的一条路径打开,其余路径关闭,被校路径的损耗设置为0d B,调制项设置为瑞利衰落模式,多普勒频移设为1 0 0H z。6.1 1.1.3 频谱分析仪中心频率设为信号发生器的中心频率,扫频宽度1k H z,分辨力带宽1 0H z,扫描时间大于2 0s。使用频谱分析仪标记(M a r k e r)的D e l t a功能,验证频谱分析仪上的信号是否呈现带宽约为2 0 0H z的“标准瑞利频谱”的形状。在频谱分析仪上选择文件保存功能,保存图形记录于附录A表A.1 3中。6.1 1.2 瑞利衰落模拟(时域)功能检查6.1 1.2.1 仪表连接如图2
24、所示,设置同6.1 1.1.1。6.1 1.2.2 被校基带衰落模拟器设置信道1的一条路径打开,其余路径关闭,被校路径的损耗设置为0d B,调制项设置为瑞利衰落模式,多普勒频移设为1 0 0H z。6.1 1.2.3 频谱分析仪中心频率设为信号发生器的中心频率,扫频宽度设为零扫宽,分辨力带宽1 0 0k H z,扫描时间1 0 0m s。验证频谱分析仪上的信号是否呈现快速波动。在频谱分析仪上选择文件保存功能,保存图形记录于附录A表A.1 4中。6.1 1.3 莱斯衰落模拟功能检查7J J F1 5 3 22 0 1 5市场监管总局市场监管总局6.1 1.3.1 仪表连接如图2所示,设置同6.1
25、 1.1.1。6.1 1.3.2 被校基带衰落模拟器设置信道1的一条路径打开,其余路径关闭,被校路径的损耗设置为0d B,调制项设置为莱斯衰落模式,多普勒频移设为1 0 0H z,多普勒频移比率设为0。6.1 1.3.3 频谱分析仪中心频率设为信号发生器的中心频率,扫频宽度1k H z,分辨力带宽1 0H z,扫描时间大于2 0s。使用频谱分析仪标记(M a r k e r)的D e l t a功能,验证频谱分析仪上的信号是否呈现“标准莱斯频谱”的形状,该“标准莱斯频谱”为带有1 0 0H z多普勒频偏的视距信号,即带宽约为2 0 0H z的瑞利衰落信号,且中心频率f处会有一个载波信号。在频谱
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