调幅广播发射机技术要求和测量方法

1、GD/J020-2008GD/J020-2008移动多媒体广播UHF频段发射机技术要求和测量方法国家广播电影电视总局科技司发布目 次前 言III1 范围12 规范性引用文件13 术语、定义、符号和缩略语14 技术要求35 测量方法6附录A12附录B13III前 言自2006年10月24日起，GY/T 220.1-2006移动多媒体广播 第1部分：广播信道帧结构、信道编码和调制、GY/T 220.2-2006移动多媒体广播 第2部分：复用、GY/T 220.3-2007移动多媒体广播 第3部分：电子业务指南、GY/T 220.4-2007移动多媒体广播第4部分：紧急广播、GY/T 220.5-2

2、008移动多媒体广播 第5部分：数据广播、GY/T 220.6-2008移动多媒体广播 第6部分：条件接收、GY/T 220.7-2008移动多媒体广播 第7部分：接收解码终端技术要求和GY/T 220.8复用器技术要求和测量方法先后发布，并正式实施。为进一步规范移动多媒体广播的发展，特制定本技术文件。本技术文件的附录为资料性附录。本技术文件由国家广播电影电视总局科技司归口。本技术文件起草单位：国家广播电影电视总局广播电视规划院、国家广播电影电视总局无线电台管理局。本技术文件主要起草人：倪士兰、刘长占、李国松、季淑芝、邹世杰。移动多媒体广播UHF频段发射机技术要求和测量方法1 范围本技术文件规

3、定了符合GY/T 220.1-2006标准的移动多媒体广播UHF频段发射机的技术要求和测量方法。对于能够确保同样测量不确定度的任何等效测量方法也可以采用，有争议时，应以本技术文件为准。本技术文件适用于符合GY/T 220.1-2006的8MHz带宽、不同功率等级的移动多媒体广播UHF频段发射机的设计、生产、验收、运行和维护。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本技术文件的引用而成为本技术文件的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本技术文件，然而，鼓励根据本技术文件达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本

4、适用于本技术文件。GB/T 12566 声音和电视广播发射设备信号链接口GB/T 14433-1993 彩色电视广播覆盖网技术规定GY/T 220.1-2006 移动多媒体广播 第1部分：广播信道帧结构、信道编码和调制GY/T 220.2-2006 移动多媒体广播 第2部分：复用GY/Z 234-2008 移动多媒体广播复用实施指南3 术语、定义、符号和缩略语3.1 术语和定义下列术语和定义适用于本技术文件。3.1.1激励器 exciter将PMS输入信号按照GY/T 220.1-2006的规定进行编码调制输出射频信号的设备。3.1.2功率放大器 high power amplifier用于将

5、激励器输出的射频小功率信号放大到发射机标称功率的设备。3.1.3峰值平均功率比 peak average power ratio调制信号峰值功率与平均功率的比值，单位为dB。3.1.4频谱模板 spectrum mask 表征信号频谱容差范围的标准频谱曲线。3.1.5调制误差率 modulation error ratio调制信号理想符号矢量幅度平方和与符号误差矢量幅度平方和的比值，单位为dB。3.1.6带肩 shoulder attenuation偏离中心频率某一规定值的带外频率点平均功率相对于中心频率点的变化量，单位为dB。3.1.7带内频谱不平坦度 in band spectrum ri

6、pple 带内信号各频点平均功率相对于中心频率的幅度变化量，单位为dB。3.1.8带外杂散 out of band emissions 带外泄漏信号功率与带内数字信号功率的比值，单位为dB。3.1.9工作模式 operation mode应符合GY/T 220.1-2006规定的不同参数的组合。3.2 符号以下符号适用于本技术文件。AC 中心频率处幅度AMAX 带内最大幅度AMIN 带内最小幅度Ap 某频率处幅度相对标称工作频率处幅度的差值fC 信号中心频率Np 相位噪声Pb 上、下邻频道内功率的较大值；Pi 邻频道内的发射功率；Pn 带内发射功率3.3 缩略语以下缩略语适用于本技术文件。AC

7、 Alternating Current 交流ALC Auto Level Control 自动电平控制ASI Asynchronous Serial Interface 异步串行接口BPSK Bi-Phase Shift Keying 二相相移键控CCDF Complementary Cumulative Distribution Function 互补累积分布函数GPS Global Position System 全球定位系统IF Intermediate Frequency 中频MER Modulation Error Ratio 调制误差率MFN Multi Frequency Ne

8、twork 多频网MLC Manual Level Control 手动电平控制PMS Packet Multiplexing Stream 打包复用流pps pulse per second 秒脉冲QAM Quadrature Amplitude Modulation 正交幅度调制QPSK Quadratur Phase Shift Keying 正交相移键控RBW Resolution Bandwith 分辨率带宽RF Radio Frequency 射频SFN Single Frequency Network 单频网TOD Time of Day 日时间UHF Ultra High Fr

9、equency 特高频VBW Video Bandwith 视频带宽4 技术要求4.1 综述移动多媒体广播发射机是移动多媒体广播网络的末端设备，直接影响移动多媒体广播网络的覆盖效果和覆盖质量。移动多媒体广播发射机主要由激励器、功率放大器和监控系统组成，其组成框图见图1。图1 移动多媒体广播发射机组成框图4.2 一般要求4.2.1 工作环境a) 环境温度：045；b) 相对湿度：95%；c) 大气压力：86kPa106kPa。4.2.2 工作电压a) 电压幅度：198V242V AC或三相342V418V AC；b) 电源频率：50Hz±1Hz。4.3 接口要求a) 数据输入采用ASI

10、接口，BNC接头，阴性，输入阻抗为75，数据格式应符合GY/Z 234-2008的有关PMS规定；b) 10MHz时钟输入采用BNC接头，阴性，输入阻抗为50(10MHz时钟信号的频率精度为10-9，正弦波，电平-5dBm12dBm)；c) 1pps时钟输入采用BNC接头，阴性，TTL电平，输入阻抗为50，接口信号波形见图2；d) TOD输入采用RS232接口，DB 9接头，阴性，符号率为9600波特，数据位8位，停止位1位，无奇偶校验位，数据格式应符合GY/Z 234-2008的有关TOD规定；e) 监测输出采用SMA或BNC接头，阴性，输出阻抗为50；f) 应具有远程监控接口；g) 射频输

11、出阻抗为50。图2 秒脉冲信号波形和占空比4.4 功能要求4.4.1 工作模式支持GY/T 220.1-2006规定的全部工作模式（8MHz带宽）。各种工作模式下，系统每时隙净荷和系统最大净码率参见附录A。4.4.2 码流备份和切换至少提供两路PMS输入互为备份，并具有手动和自动切换功能。4.4.3 预校正具有线性和非线性预校正功能。4.4.4 工作频率范围应符合GB/T 14433-1993的有关UHF频段的规定，参见附录B。4.4.5 频率参考源有外参考源时，发射机优先使用外部参考源；无外参考源时，发射机应启用内部参考源。内外参考源可手动或自动切换。4.4.6 功率控制提供手动电平控制(M

12、LC)和自动电平控制(ALC)的功率控制方式。4.4.7 监控和报警提供实时监控和报警功能。监控内容包括：设备工作状态、参数配置和接口工作状态等。报警内容包括：数据输入数据异常、10MHz时钟输入信号异常、1pps时钟输入信号异常、TOD输入信号异常和设备故障等，发生异常情况时，给出报警指示。监控和报警可以远程进行控制和查询。4.4.8 管理配置通过远程监控接口或控制面板设置发射机工作参数和接口配置等。4.4.9 自动保护应提供自动保护功能。当发射机的某些部件发生严重故障时（如输出过载，功放过热等），或由于外部原因造成调制器损伤时，监控系统会自动降低发射功率或切断发射机的射频输出或关机。4.4

13、.10 监测输出应提供10MHz时钟监测输出、本振监测输出和RF监测输出。4.4.11 组网方式支持多频网(MFN)或单频网(SFN)组网方式，其中SFN模式要求应符合GY/Z 234-2008的有关规定。4.5 性能要求移动多媒体广播发射机性能要求见表1。表1 移动多媒体广播发射机性能要求序号项目指标1工作频率应符合GB/T 14433-1993有关UHF频段规定，见附录B2频率调整步长多频网模式1kHz单频网模式1Hz3频率稳定度（3个月）采用内部参考源1´10-7采用外接参考源1´10-104频率准确度多频网模式±100Hz单频网模式±1Hz5本振

14、相位噪声-85dBc/Hz 1kHz-95dBc/Hz 10kHz-110dBc/Hz 100kHz6射频输出功率稳定度（24小时）±0.3dB 7射频有效带宽7.512MHz8输出负载的反射损耗正常工作：26dB允许工作：20dB9频谱模板应符合GY/T 220.1-2006规定，见图3和表310带肩（在偏离中心频率±4.2MHz处）-36dBc11带内不平坦度（fc±3.756MHz）±0.5dB12调制误差率（MER）32dB13峰值平均功率比满足CCDF曲线模板要求，见图414带外杂散邻频道内-45dB（相对于带内发射功率），并且13mW邻频道外

15、-60dB（相对于带内发射功率），并且13mW15单频网时延调整范围0s4s16单频网时延调整步进100ns图3 调制信号频谱模板（Bf=8MHz）表2 带内功率定义为0dB时频谱模板中各点相对功率值（Bf=8MHz）相对频率(MHz)相对功率等级(dB)-12-90-8-84-4.2-72-3.8-373.8-374.2-728-8412-90 图4 CCDF曲线模板5 测量方法5.1 工作模式测量5.1.1 测量框图见图5。图5 工作模式测量框图5.1.2 测量步骤测量步骤如下：a) 按图5所示连接测量设备；b) 设置被测发射机工作于GY/T 220.1-2006规定的工作模式之一；c)

16、PMS输入信号或测试图像信号；d) 设置测量接收机的工作频率和模式与被测发射机一致；e) 要求在所有的工作模式下，误码分析仪的误码率在1分钟内读数为0；f) 采用测试图像序列，监视器显示图像无损伤。g) 改变被测发射机工作模式，重复步骤c)d)，直至遍历GY/T 220.1-2006规定的所有工作模式。5.2 本振性能测量5.2.1 频率调节步长图6 本振性能测量框图5.2.1.1 测量框图见图6。5.2.1.2 测量步骤测量步骤如下：a) 按图6连接测量设备；b) 将被测发射机的本振监测口连接到频率计或频谱分析仪；c) 测量并记录本振信号的频率；d) 按照最小调节步长调节一次本振信号频率；e

17、) 测量并记录本振信号的频率；f) 两次测量的本振信号频率之差即为频率调节步长。5.2.2 本振频率的准确度5.2.2.1 测量框图见图6。5.2.2.2 测量步骤测量步骤如下：a) 按图6连接测量设备；b) 将发射机的本振监测口连接到频率计或者频谱分析仪；c) 测量并记录本振信号的频率；d) 标称频率与测量频率之差的绝对值即为本振频率的准确度。5.2.3 本振相位噪声5.2.3.1 测量框图见图6。5.2.3.2 测量步骤测量方法一（频谱分析仪带相位噪声测量功能）：a) 按图6连接测量设备；b) 设置被测发射机工作于GY/T 220.1-2006规定的任一工作模式；c) 选择相位噪声测量功能

18、，设置频谱分析仪中心频率为标称工作频率，测量带宽设置为2MHz，即可测得本振相位噪声结果。测量方法二（频谱分析仪无相位噪声测量功能）：a) 按图6连接测量设备；b) 设置被测发射机工作于GY/T 220.1-2006规定的任一工作模式；c) 设置频谱分析仪中心频率为标称工作频率，根据测量频率点位置不同，适当设置RBW，分别测量1kHz、10kHz和100kHz频率处幅度相对标称工作频率处幅度的差值，记为Ap，并根据式（1）换算得到各频率点相位噪声。 Np=Ap-10log(1.2RBW/1Hz)+2.5 (1)5.3 频谱特性测量5.3.1 频谱模板5.3.1.1 测量框图见图7。图7 频谱特

19、性测量框图5.3.1.2 测量步骤测量步骤如下：a) 按图7连接测量设备，用频谱分析仪进行测量；b) 设置被测发射机工作于GY/T 220.1-2006规定的任一工作模式；c) PMS输入信号不大于工作模式载荷速率的测试码流；d) 设置频谱分析仪中心频率为发射机工作频率，RBW设置为4kHz；e) 测量并记录输出信号的频谱，判断是否满足图3和表3中频谱模板的要求。5.3.2 射频有效带宽5.3.2.1 测量框图见图7。5.3.2.2 测量步骤测量步骤如下：a) 如图7所示连接测量系统；b) 设置发射机工作于GY/T 220.1-2006规定的任一工作模式；c) PMS输入信号不大于工作模式载荷

20、速率的测量码流；d) 设置频谱分析仪中心频率为发射机工作频率，RBW设置为1kHz，VBW设置为1kHz；e) 分别读取最高端、最低端子载波频率，射频有效带宽为两者之差。5.3.3 带内频谱不平坦度5.3.3.1 测量框图见图7。5.3.3.2 测量步骤测量步骤如下：a) 按图7连接测量设备，用频谱分析仪进行测量；b) 设置被测发射机工作于GY/T 220.1-2006规定的任一工作模式；c) PMS输入信号不大于工作模式载荷速率的测量码流；d) 测量带内最大和最小幅度值分别记为AMAX和AMIN，分别计算AMIN与AC的差和AMAX与AC的差，即为带内不平坦度。5.3.4 带肩5.3.4.1

21、 测量框图见图7。5.3.4.2 测量步骤测量步骤如下：a) 按图7连接测量设备，用频谱分析仪进行测量；b) 应在发射机输出滤波器之前进行取样；c) 设置被测发射机工作于GY/T 220.1-2006规定的任一工作模式；d) PMS输入信号不大于工作模式载荷速率的测试码流；e) 设置频谱分析仪中心频率为输出射频信号的中心频率，RBW设置为3kHz，VBW设置为3kHz，测量信号中心频率信号幅度测量信号中心频率fC处信号幅度；f) 分别测量fC±4.2MHz处信号幅度，fC处信号幅度与fC±4.2MHz处信号幅度的差值即为信号带肩。5.4 调制误差率测量5.4.1 测量框图见

22、图7。5.4.2 测量步骤测量步骤如下：a) 按图7连接测量设备，用调制误差率测试仪进行测量；b) 设置被测发射机工作于GY/T 220.1-2006规定的任一工作模式；c) PMS输入信号不大于工作模式载荷速率的测试码流；d) 测量并记录输出信号的星座图和MER。5.5 输出功率测量5.5.1 测量框图见图7。5.5.2 测量步骤测量步骤如下：a) 按图7连接测量设备，用功率计进行测量；b) 将发射机的输出耦合信号连接功率计，设置功率计的工作频率为测量信号的中心频率，设置带宽为8MHz，耦合器的耦合量应预先测知；c) 设置被测发射机工作于GY/T 220.1-2006规定的任一工作模式；d)

23、 PMS输入信号不大于工作模式载荷速率的测试码流；e) 等待发射机稳定工作10分钟后记录读数，根据耦合量计算信号的输出功率。5.6 峰值平均功率比5.6.1 测量框图见图7。5.6.2 测量步骤测量步骤如下：a) 按图7所示连接测量设备，用矢量分析仪进行测量；b) 设置发射机工作于GY/T 220.1-2006规定的任一工作模式；c) PMS输入信号不大于工作模式载荷速率的测试码流；d) 设置矢量分析仪中心频率为发射机工作频率，分析带宽为8MHz；e) 选择矢量分析仪的CCDF测量功能，统计样本设置为100000，在显示的CCDF曲线稳定后，保存并打印CCDF曲线，读取峰值平均功率比。5.7

24、带外杂散测量5.7.1 邻频道内杂散5.7.1.1 测量框图见图7。5.7.1.2 测量步骤测量步骤如下：a) 按图7连接测量设备,用频谱分析仪进行测量；b) 设置发射机工作于GY/T 220.1-2006规定的任一工作模式；c) PMS输入信号不大于工作模式载荷速率的测试码流；d) 将频谱分析仪中心频率设置为发射机工作频率，测量带宽为8MHz，测量带内发射功率；e) 设置频谱分析仪中心频率为发射机工作频率的上、下邻频道中心，测量带宽为8MHz，分别测量上、下邻频道功率，邻频道内杂散为上、下邻频道功率两者较大值与带内发射功率的差，或根据式（2）计算出邻频道内杂散（以dB表示）。 Pi=10lg

25、(Pb/Pn)（2）式中：Pi邻频道内的发射功率；Pb上、下邻频道内功率的较大值；Pn带内发射功率。5.7.2 邻频道外杂散5.7.2.1 测量框图见图7。5.7.2.2 测量步骤测量步骤如下：a) 按图7连接测量设备；b) 设置发射机工作于GY/T 220.1-2006规定的任一工作模式；c) PMS输入信号不大于工作模式载荷速率的测试码流；d) 设置频谱分析仪中心频率为发射机工作频率，测量带宽为8MHz，测量带内发射功率；e) 频谱分析仪中心频率分别设置为二、三次谐波频道和镜像频道中心频率，测量带宽为8MHz，分别测量二、三次谐波频道和镜像频道的发射功率，邻频道带外无用发射功率为二、三次谐

26、波频道和镜像频道的发射功率三者最大值与带内发射功率的差，或按式（2）计算出邻频道外的无用发射功率（以dB表示），式中Pb为邻频道外功率的最大值。5.8 单频网延时调整范围测量5.8.1 测量框图见图8。 图8 单频网延时调整范围测量框图5.8.2 测量步骤测量步骤如下：a) 如图8所示连接测量设备；b) PMS输入信号不大于工作模式载荷速率的测试码流；c) 检查被测发射机是否能够自动正确设置工作模式；d) 改变被测发射机延时设置，在保证接收机正常工作情况下，测试并记录单频网延时调整范围。附录A（资料性附录）移动多媒体广播系统工作参数8MHz带宽移动多媒体广播系统每时隙净荷和系统最大净码率见表A.1。表A.1 8MHz带宽系统每时隙净荷和系统净码率信道配置每时隙净荷kbps系统净荷Mbps星座映射LDPC编码RS编码BPSK1/2(240,176)50.6882.046BPSK1/2(240,192)55.2962.226BPSK1/2(24