Обоснование выбора модуляции при испытаниях, относящихся к устойчивости ТС
в условиях эмиссии помех от цифровых радиотелефонов
А.1 Обзор различных методов модуляции
На частотах свыше 800 МГц возможная эмиссия помех связана прежде всего с цифровыми радиотелефонами, использующими модуляцию с непостоянной огибающей излучаемого сигнала (см. 3.20).
При разработке настоящего стандарта были рассмотрены следующие методы модуляции испытательного сигнала:
- амплитудная модуляция синусоидальным сигналом частотой 1 кГц при глубине модуляции 80%;
- амплитудная модуляция сигналом, имеющим форму меандра со скважностью 2 и частотой повторения 200 Гц при глубине модуляции 100%;
- импульсный радиочастотный сигнал, приближенно моделирующий характеристики различных систем радиосвязи, например скважность 8 при частоте повторения 200 Гц для системы GSM, скважность 24 при частоте повторения 100 Гц для портативного оборудования системы DECT и т. д. (см. сведения о системах GSM и DECT в приложении Ж);
- импульсный радиочастотный сигнал, точно моделирующий характеристики конкретной системы (например, для системы GSM: скважность 8, частоту повторения 200 Гц, а также вторичные эффекты, такие как режим прерывистой передачи (частота модуляции 2 Гц), и связанные с многокадровой структурой сигнала (компонента частотой 8 Гц).
Результаты качественного сопоставления соответствующих методов модуляции обобщены в таблице А.1.
Таблица А.1 - Сравнение методов модуляции испытательного сигнала
Метод модуляции | Преимущества | Недостатки |
Амплитудная модуляция синусоидальным сигналом | 1 Эффекты нарушения функционирования ТС, как показывают эксперименты, в целом одни и те же при использовании сигналов с различными видами модуляции с непостоянной огибающей при условии, что максимальное среднеквадратическое значение сигнала одинаково. 2 Нет необходимости устанавливать и измерять время нарастания импульсов TDMA. 3 Данный вид модуляции принят в настоящем стандарте и ГОСТ Р 51317.4.6. 4 В наличии имеется оборудование для генерирования и измерения параметров испытательного поля. 5 При испытаниях аудиотехники с аналоговой обработкой сигнала на выходе ИТС в результате демодуляции возникает аудиосигнал, который может быть измерен узкополосным измерительным прибором при малом уровне шумов. 6 Была показана эффективность данного вида модуляции при моделировании воздействия на ТС сигналов с другими видами модуляции (частотной, фазовой, импульсной) | 1 Не моделирует TDMA (см. 3.21). 2 Приводит к незначительному повышению жесткости испытаний для отдельных ТС. 3 При использовании данного вида модуляции могут быть не выявлены некоторые процессы воздействия на ТС, приводящие к отказам в работе |
Амплитудная модуляция сигналом в форме меандра | 1 Подобна TDMA. 2 Может применяться в качестве "универсальной" модуляции. 3 Может обеспечить обнаружение "неизвестных" процессов воздействия, приводящих к отказам в работе ТС (чувствительных к быстрым изменениям огибающей радиочастотного сигнала) | 1 Не в полной мере моделирует TDMA. 2 Требует применения нестандартного оборудования для генерирования сигнала. 3 При демодуляции в ИТС возникают широкополосные аудиосигналы, измерение которых необходимо проводить широкополосными измерительными приборами при повышенном уровне шумов. 4 Необходимо регламентировать время нарастания импульсов |
Радиочастотные импульсы | 1 Возможно точное моделирование TDMA. 2 Может обеспечить обнаружение "неизвестных" процессов воздействия, приводящих к отказам в работе ТС (чувствительных к быстрым изменениям огибающей радиочастотного сигнала) | 1 Требует применения нестандартного оборудования для генерирования сигнала. 2 Необходимо иметь возможность изменять параметры модулирующих сигналов, чтобы привести их в соответствие с характеристиками каждой из конкретных систем (GSM, DECT и т. д.). 3 При демодуляции в ИТС возникают широкополосные аудиосигналы, измерение которых необходимо проводить широкополосными измерительными приборами при повышенном уровне шумов. 4 Необходимо регламентировать время нарастания импульсов |
А.2 Экспериментальные результаты
Для определения зависимости между используемым методом модуляции испытательного сигнала и производимым воздействием на ТС была проведена серия экспериментов. При этом проверяли следующие методы модуляции:
а) амплитудную модуляцию синусоидальным сигналом частотой 1 кГц при глубине модуляции 80%;
б) импульсный радиочастотный сигнал, подобный сигналу системы GSM, со скважностью 8, частотой повторения 200 Гц;
в) импульсный радиочастотный сигнал, подобный сигналу системы DECT, со скважностью 2, частотой повторения 100 Гц (базовая станция);
г) импульсный радиочастотный сигнал, подобный сигналу системы DECT, со скважностью 24, частотой повторения 100 Гц (портативное оборудование).
Результаты проверки обобщены в таблицах А.2 и А.З.
Таблица А.2 - Относительные уровни воздействия (см. примечание 1)
Метод модуляции (см. примечание 2) | Амплитудная модуляция синусоидальным сигналом частотой | Импульсный радиочастотный сигнал, подобный сигналу системы GSM, со скважностью 8, частотой повторения | Импульсный радиочастотный сигнал, подобный сигналу системы DECT, со скважностью 24, частотой повторения | |
Вид ИТС | Выходной аудиосигнал | |||
Слуховой аппарат (см. примечание 3) | Соответствующий огибающей 21 Гц - 21 кГц | 0 | 0 | -3 |
Учитывающий частотную зависимость акустического усиления | 0 | -4 | -7 | |
Аналоговый телефонный аппарат | Соответствующий огибающей 21 Гц - 21 кГц | 0 | -3 | -7 |
Учитывающий частотную зависимость акустического усиления | -1 | -6 | -8 | |
Радиоприемник (см. примечание 6) | Соответствующий огибающей 21 Гц - 21 кГц | 0 | +1 | -2 |
Учитывающий частотную зависимость акустического усиления | -1 | -3 | -7 | |
Примечания 1 За уровень воздействия помехи принят уровень аудиосигнала на выходе ИТС при воздействии электромагнитного поля. Низкий уровень воздействия эквивалентен высокому уровню помехоустойчивости ТС. 2 Амплитуда несущего сигнала регулируется так, чтобы максимальное среднеквадратическое значение (см. 3.19) испытательного (воздействующего ) сигнала было одинаковым при всех методах модуляции. 3 При воздействии внешнего электромагнитного поля частотой 900 МГц. Выходной аудиосигнал представляет собой акустический выходной сигнал слухового аппарата, измеренный с применением искусственного уха, подсоединенного с помощью трубки длиной 0,5 м. 4 Выбран в качестве опорного уровня выходного аудиосигнала, т. е. соответствует 0 дБ. 5 При воздействии радиочастотного тока, наведенного в телефонном кабеле на частоте 900 МГц. Выходной аудиосигнал представляет собой напряжение звуковой частоты, измеренное в телефонной линии. 6 При воздействии радиочастотного тока, наведенного в кабеле электропитания на частоте 900 МГц. Выходной аудиосигнал представляет собой акустический сигнал громкоговорителя, измеренный с помощью микрофона. | ||||
Таблица А.3 - Относительные уровни помехоустойчивости (примечание 1)
Метод модуляции (см. примечание 2) | Амплитудная модуляция синусоидальным сигналом частотой 1 кГц при глубине модуляции 80%, дБ | Импульсный радиочастотный сигнал, подобный сигналу системы GSM, со скважностью 8, частотой повторения | Импульсный радиочастотный сигнал, подобный сигналу системы DECT, со скважностью 24, частотой | |
Вид ИТС | Характер воздействия | |||
Телевизионный приемник | Заметное ухудшение изображения | 0 | -2 | -2 |
Сильное ухудшение изображения | +4 | +1 | +2 | |
Изображение отсутствует | +19 | +18 | +19 | |
Цифровой терми- | Искажения на видеоэкране | 0 | 0 | - |
Искажения данных | >+16 | >+16 | - | |
Модем с интер- | Искажения данных (ввод помехи в телефонный кабель) | 0 | 0 | 0 |
Искажения данных (ввод помехи в кабель интерфейса RS 232) | >+9 | >+9 | >+9 | |
Регулируемый лабораторный источник электропитания (см.примечание 7) | Погрешность установки уровня постоянного тока 2% | 0 | +3 | +7 |
Примечания 1 Цифры в таблице представляют собой относительные измеренные максимальные среднеквадратические значения испытательного (воздействующего) сигнала (см. 3.19), необходимые для обеспечения одной и той же степени воздействия при различных методах модуляции. Высокий уровень испытательного сигнала, выраженный в децибелах, эквивалентен высокому уровню помехоустойчивости. 2 Испытательный сигнал регулируется так, чтобы характер воздействия был одинаковым при всех методах модуляции. 3 При воздействии радиочастотного тока, введенного в кабель электропитания на частоте 900 МГц. Характер воздействия определяется степенью нарушения изображения на экране телевизионного приемника. Оценка имеет, в значительной степени, субъективный характер, так как параметры ухудшения изображения различны при различных методах модуляции. 4 Выбран в качестве опорного уровня помехоустойчивости, соответствующего 0 дБ. 5 При воздействии радиочастотного тока, введенного в кабель интерфейса RS 232 на частоте 900 МГц. 6 При воздействии радиочастотного тока, введенного в телефонный кабель и в кабель интерфейса RS 232 на частоте 900 МГц. 7 При воздействии радиочастотного тока, введенного в выходной кабель постоянного тока на частоте 900 МГц. | ||||