广播监测系统主要性能指标维护测试方法探讨

赵承平

（国家新闻出版广电总局监管中心）

【摘要】 广播监测系统的性能指标直接影响监测结果的准确性，目前广播监测系统整体指标还没有统一的技术规范，以及系统维护规程，需要在维护工作中不断完善。本文简述了广播监测系统的主要性能指标要求，提出了维护工作中对测量准确性和系统灵敏度等主要性能指标的测试方法及注意事项。［关键词］广播监测系统；性能指标；测试方法 1 前言广播监测系统性能指标，直接影响监测结果的准确性，在系统的维护工作中，对接收机和测量仪器的计量检测是常规的维护内容，但随着监测系统自动化、规模化和网络化的发展，单台设备的指标已不能完全体现系统的性能，而对于广播监测系统整体性能指标，也尚未形成统一的技术规范，以及系统维护规程。因此，有必要在日常维护中，结合实际工作状态，建立并不断完善广播监测系统主要性能指标的测试方法，全面掌握系统性能，同时可为完善系统性能指标规范提供依据。 2 广播监测系统的性能指标要求作为广播监测系统的核心，接收机的大部分技术指标体现了整体系统的技术指标，在《中短波调幅广播质量开路监测技术规程》（GY/T 210-2005）等国家和行业标准中，对接收机的技术指标也有明确的要求，主要包括频率范围、调谐分辨率、频率稳定度、灵敏度、带宽、中频抑制、镜频抑制、选择性、无虚假响应动态范围等等。对于这些技术指标的测量，可以参照《调幅广播收音机测量方法》（GB 2846-88）、《调频广播接收机测量方法》（GB/T 6163-1985），本文不再讨论。广播监测系统一般要完成信号接收、测量、解调、存储，频谱扫描，以及信号异常报警和新频报警等功能，系统应具备测量真实、结果准确、反应快捷、稳定可靠的性能。当前，还没有完善的性能指标规范，一般在系统建设中，会明确测量准确性、响应速度、稳定性指标，典型要求如下：测量准确性：信号电平误差不大于3dB；调幅度相对误差5%；调制度相对误差3%；响应速度：系统对测试指令的响应时间不大于3秒，返回测量数据不大于5秒；稳定性：可7*24小时运行。有些系统也会提出平均故障间隔时间（MTBF）指标，但目前还没有针对性的测试和统计，仅有参考作用。检测稳定性时，一般要求连续运行72小时后，可通过其他功能和性能测试。此外，灵敏度也应是广播监测系统重要的性能指标。如前所述，对接收机的灵敏度有明确要求，但作为系统的灵敏度，就还要考虑天线系统的增益、方向性和极化、馈线和分配器的衰减、甚至天线与接收机的匹配，以及自然界无线电噪声和人为无线电噪声等外部噪声。外部噪声严重影响着实际接收灵敏度，当外部噪声很大，进入接收机输入端的外部噪声远大于内部噪声时，接收机输出的噪声由外部噪声决定，在要求的输出信噪比一定时，系统灵敏度也就由外部噪声决定了。在实际的广播监测系统建设和运行中，有必要通过理论的分析计算和实际的测量来不断完善规范系统灵敏度指标。 3 维护测试的内容和方法在最为关注的几项系统性能指标中，稳定性和响应速度可以在日常的工作中体现出来，如果需要响应速度的具体参数，可以使用秒表进行测量。所以，在维护工作中，应重点测试测量准确性、灵敏度两项性能指标。确定测试方法和内容时，考虑到人员、测试设备等因素，不宜过于复杂，同时，测试结果应体现出真实工作情况下系统的性能指标。3.1 测量准确性测试广播监测系统的测量指标有信号电平、调幅度、调频调制度、频率和带宽。考虑受仪器的限制，维护工作中可测试信号电平、调幅度、调频调制度测量准确性。3.1.1 测试仪器及连接: 常规的的性能测试仪器包括标准信号发生器、频谱分析仪、示波器和调制度分析仪等，平台搭建连接框图如图1所示。维护测试工作中，可简化为只使用一台信号发生器，直接接入监测系统，省略虚框部分的仪器。设置信号发生器的输出后，直接在监测系统中读测量结果即可。

图1 常规性能测试框图

信号发生器接入系统时，应特别注意系统天线与接收机之间的信号传输、分配系统，可能会对整个系统的性能影响较大，例如作者实测的一个系统，天线输出端接无源二分配器，再串接四分配器，电缆约两米，首先，信号发生器直接接入接收机射频输入端记录测量值，再分别从二分配器和四分配器端接入，计算其衰减量，测试结果如表1所示。

表1 传输分配系统信号衰减记录表

信号发生器输出频率和电平（dBμV）	1MHz			25MHz			98MHz
	70	50	30	70	50	30	70	50	30
仅接四分配器衰减（dB）	6.3	6.1	6.2	8.2	8.3	8.1	8.7	8.9	8.1
接二分配+四分配器衰减（dB）	8.5	8.4	8（不稳定）	12.3	12.4	12.2	12.4	12.4	10.2（不稳定）

信号的衰减对弱信号的指标测量影响非常明显，由测试结果也可见，信号衰减不是线性的。因此，如果信号传输分配较复杂，建议将信号发生器分别接入馈线输入端和接收机输入端进行对比测试。3.1.2 测试信号的设置: 测试信号的设置，主要从载波频率、电平、调制信号、调制度等方面考虑。测试中、短波信号电平、调幅度的测量准确性时，一般在中波频段和短波频段的低、中、高段各选择一个频率，注意避开有干扰的频率；调幅广播的带宽是9kHz，理论上调制音频为0-4.5kHz，可在低、中、高端各选择一个调制频率，全面测试系统的性能，一般可以选择1kHz或400Hz的调制信号；调幅度设置时，可以分别设置为30%和90%；电平设置时，如过低，则调幅度测量将会不准确，所以一般在-60dBm—0dBm的高端和低端各选择一个值。测试调频信号电平、调制度的测量准确性时，载波频率也是在调频频段的低、中、高段各选择一个频率；调频广播的调制音频为0-15kHz，一般选择1kHz为调制信号；调制度设置时，在调制频率偏移0—75kHz范围内，低端和高端各选择一个值；调频信号电平的设置，应高于调幅信号，一般在-35dBm—0dBm的高端和底端各选择一个值。3.1.3 测试结果读数及分析: 对应信号发生器的设置，通过广播监测系统的测量功能，进行相应的频率设置，测量读数与信号发生器输出数值之差，即作为测量准确性的测试值。在读数和分析时应注意以下问题：电平单位：常用的电平表示单位有功率电平dBm和电压电平dBμV，两者之间可以在50欧姆阻抗下的换算关系为，dBm+107=dBμV。有部分监测系统习惯使用电动势（EMF）读数，当阻抗匹配时，电动势为端电压的2倍，即dBμV EMF值-6= dBμV,读数时应注意换算。在广播信号电平的测量中，有的系统测的是载波电平，有的是信道电平（或称信道功率），与计算方法有关。中短波调幅广播的载波电平与信道电平有区别，载波电平大小是固定的，信道功率电平与调幅度大小有关，当调幅度为零时即为载波电平，调幅度为百分之百时，经过计算可知，信道电平比载波电平大1.76dB。对于调频广播，与调制的大小没有关系，信道电平等于载波电平。监测系统的解调带宽设置也需要注意，有可能影响测量的准确性，例如，调制音频为3.5kHz的调幅信号，其带宽为7kHz，且音频分量在载波的±3.5kHz处，如果监测系统解调带宽为6kHz，音频均被滤掉，调幅度值将一直为零。3.2 灵敏度测试灵敏度指标的含义及影响因素非常多，广播接收机的灵敏度常用噪限灵敏度、实用灵敏度、场强灵敏度等表示。对于整体的广播监测系统的灵敏度指标，目前还没有统一的规范。维护测试中，可以从实际工作的角度出发，参考场强灵敏度的定义，使用对比测试的数据来反映灵敏度性能。3.2.1 定义和测试方法: 广播信号的测量和解调收听的质量，不决定于信号的绝对电平，而是决定于信号与噪声电平的相对值，因此，系统灵敏度可以定义为：使用测试信号发射，系统接收的信号达到正常工作所需的信噪比（或载噪比）时，天线位置的电场强度。根据国际电信联盟(ITU)的相关建议和标准,在进行指标测量时,一般要求信号信噪比大于30dB。实践情况与此要求基本相符，以测量接收机（NI-1000）为核心广播监测系统为例，该接收机具备信号载噪比测量功能，当载噪比约为30dB以上时，其调制度等测量数据是准确的，因此可以测试载噪比为30dB时天线位置的电场强度，作为系统的灵敏度。考虑到短波测试信号源较易获得，下面以短波频段测量为例。使用一部输出功率连续可调的短波电台，在距监测系统天线几百米的距离发射调幅波，所选频率应避开干扰。在天线附近架设标准场强测试仪。监测系统和场强测试仪同时接收信号，调整电台输出功率，当监测系统测量的载噪比读数为30dB时，此时场强值即为场强灵敏度。如果监测系统没有测量信噪比（或载噪比）的功能，可在音频输出端接入音频信号分析仪，而短波电台也需要通过信号发生器加入1kHz的调制信号，调幅度设置为50%。通过音频分析仪来测量信号对噪声和失真比（SINAD），当SINAD为要求的数值时（可参考国际电信联盟ITU-R SM.1840接收机灵敏度测量建议书，调幅信号取12dB）, 此时场强值即为场强灵敏度。3.2.2 测量数据分析: 监测系统的灵敏度是根据接收机的灵敏度、天线性能、射频电缆损耗、以及电磁环境背景噪声决定的。就目前常见的广播监测系统来说，接收机的灵敏度性能相对于其它因素，不起决定性的作用。射频电缆的损耗理论与实践结果基本一致，也较稳定。所以，测量出的系统灵敏度指标，主要应结合天线和背景环境进行分析，一方面对于不可变动的系统，通过不同季节、时间，使用相同的测试仪器及方法，对比数值变化情况，掌握系统的整体性能；另一方面对于可以调整天线、场地等的系统，选择性能更好的设备和场地。 4 结束语对广播监测系统性能参数的测试，是测量数据和收听效果准确可靠的保证。因此，在维护工作中，应该利用常规的测量仪器，定期对整体系统的主要性能进行测试，测试方法可以参考对接收机的测试标准，结合系统自身，以及环境的特点进行调整。测试结果不仅可以作为性能分析、隐患排查、故障处理的依据，还可以为后续广播监测系统的建设提供理论参考，例如，对已知广播信号监测，就可以对照广播覆盖规划的可用场强和监测系统的灵敏度。如具有频谱监测业务，则应尽可能提高系统灵敏度。 参考文献：[1] 陈德泽.广播电视监测技术[M].北京：中国广播电视出版社，2008.4[2] 朱庆厚.无线电监测与通讯侦察[M].北京：人民邮电出版社，2005.10.[3] GY/T 210-2005，中短波调幅广播质量开路监测技术规程[S].[4] 调幅（AM）广播监测设备入网技术要求及测量方法（暂行）[S].国家广播电影电视总局，2006.4[5] 调频（FM）广播监测设备入网技术要求及测量方法（暂行）[S].国家广播电影电视总局，2006.4 编辑：中国新闻技术工作者联合会