無線電監(jiān)測中心設(shè)備檢測處副處長宋起柱演講

以下是無線電監(jiān)測中心設(shè)備檢測處副處長宋起柱演講：

主持人：下面我們有請來自中國國家無線電監(jiān)測中心設(shè)備檢測處宋起柱先生，他演講的題目是超寬帶技術(shù)試驗與測試認證。

宋起柱：先生們、女士們大家好！我想利用半個小時的時間和大家交流一下有關(guān)于新的設(shè)備、新的體制的超寬帶技術(shù)認證的情況，也包括相關(guān)的一些測試技術(shù)。如果有什么問題的話大家可以打斷我，和我一起交流。謝謝！

今天我和大家交流的有五個問題。第一個問題就是簡單回顧一下超寬帶的技術(shù)特點。第二簡單介紹一下超寬帶試驗的基本情況，這個試驗實際上主要是有我們監(jiān)測中心來組織的。第三個工作就是關(guān)于UWB的設(shè)備思考，它屬于無線電發(fā)射設(shè)備?，F(xiàn)在中國政府并沒有給予相關(guān)的政策，我想在不久的將來會有相應(yīng)的考慮?？紤]之后會有一些設(shè)備的認證和準入的制度，在這里我想和大家探討一下。第四個部分我簡單羅列一下超寬帶發(fā)射特性的一些指標測試。第五是一些熱點問題，留下大家探討。

超過的技術(shù)特點據(jù)我們了解大概有兩種主流的體制，第一就是極窄的脈沖，它相對來看是很窄的，在頻率上非常寬，最寬的時候可以達到1個G左右。但是現(xiàn)在比較普通的是100兆的樣子。下面還有一個體制就是多頻帶的技術(shù)，這種技術(shù)可能會合并成很多的子帶，來實現(xiàn)超寬帶傳輸?shù)哪康摹？偟膩碚f，它有幾方面的特點，第一個就是隱蔽性非常好。舉個例子來說，超窄帶的脈沖實際上彼此之間由于時間上的分離不會產(chǎn)生干擾。第二，它的多精能力也比較強，因為寬帶比較寬，所以它的傳輸速率相應(yīng)會有很大的提高，容量也會有很大的提升。根據(jù)試驗的結(jié)果來判斷它的超寬帶的穿透能力也比較強，還具有定位的功能。這些優(yōu)勢大家也都是非常非常了解的。

圖為無線電監(jiān)測中心設(shè)備檢測處副處長宋起柱

但是我感覺還有一個問題，因為它占的平臺比較寬，對現(xiàn)有的無線電的系統(tǒng)會產(chǎn)生干擾，盡管有很多研發(fā)人員證實了干擾很小，但是起來有干擾的。同時，它是低功率的、短距離的傳輸體制，它占有的容量很寬，還容易受到其他系統(tǒng)的干擾。另外，由于它有一個定時的問題，還有一個是收發(fā)信息的承受程度。盡管是這樣的話也不會掩蓋我們超寬帶在世界乃至中國大陸的發(fā)展。這是一個主流。

經(jīng)過04年一直到現(xiàn)在我們都在跟蹤超寬帶的技術(shù)，并且做了大量的試驗工作。我們無線電管理機構(gòu)內(nèi)部幾個實驗室也做了相關(guān)的試驗，通時和外面的相關(guān)研究機構(gòu)和大學和協(xié)會也做了相應(yīng)的工作來研究超寬帶的工作。今年我們監(jiān)測中心作為負責單位，負責起草了《超寬帶的發(fā)射特性指標和測量方法》，這個標準的起草可能要為我們將來超寬帶的認證、測試以及準入提供相應(yīng)的標準和平臺。

超寬帶的基本情況我想簡單介紹一下。在04年我們開始籌備，05年的3月份我們做了一些直擴的CDMA的超寬帶的設(shè)備，當時主要考慮的是對現(xiàn)有的小靈通和GSM的影響。05年我們也做了一些相應(yīng)的工作，我們和北京郵電大學做了相關(guān)仿真的方面試驗，也得出了相應(yīng)的結(jié)論。05年3月份是驗證了這個結(jié)果。在05年12月份和今年的5月份、8月份，我們的工程師也同時做了試驗，在不斷的修正我們所仿真的結(jié)果。實際上這個工作是比較復雜的。一邊仿真，一邊做試驗。不是說仿真結(jié)束以后再做試驗，每個結(jié)論我們都要通過試驗來進行驗證，來修正我們仿真的結(jié)論。我們做試驗和做仿真的目的是為了給有關(guān)超寬帶的技術(shù)指標提供技術(shù)支持。這個非常非常重要。

因為中國大陸地區(qū)的無線電業(yè)務(wù)發(fā)展比較發(fā)達，各種制式交織的比較厲害，在這個屋里面有可能有我們的G網(wǎng)也有我們的C網(wǎng)等等，要保證我們新的超寬帶的設(shè)備能同現(xiàn)有的系統(tǒng)彼此不受干擾，和平共處的來共融。在這個前提條件下保證我們超寬帶能夠很好的服務(wù)我們的行業(yè)，我們整個的產(chǎn)業(yè)。

初步的結(jié)論大概情況是對現(xiàn)有的干擾確實很小。第二，對于嵌入式的設(shè)備，像在手機里將來可能會嵌入我們超寬帶的設(shè)備。一般來看，我們建議不能共用一副天線，相對來講，手機很有可能干擾我們的超寬帶設(shè)備。如果嵌入的話，最好要設(shè)計成獨立天線的設(shè)備。另外，由于超寬帶設(shè)備也屬于信息技術(shù)設(shè)備，所以說它的相關(guān)的騷擾限制要滿足我們現(xiàn)行的9254的標準。另外一個結(jié)論就是對特色業(yè)務(wù)要區(qū)別對待，超寬帶業(yè)務(wù)雖然是低功率的，它作用幾率很近，可以用于家庭設(shè)備識別或者是短距離的通訊。實際上它對GPS或者是相關(guān)的業(yè)務(wù)還有一定的干擾，特別是對極小的信號。這也是我們在做試驗過程中，現(xiàn)在沒有很詳細的資料提供給大家，但是這是我們考慮的一個因素。

因為大家對技術(shù)很了解，對中國的認證情況不是特別清楚。我想把這片演示文檔呈現(xiàn)給大家，也希望大家了解將來超寬帶業(yè)務(wù)在中國如何銷售，銷售之前要通過哪些的認證準備。大家可以看到這張圖上面畫的是一個超寬帶設(shè)備，它的左半部分叫做規(guī)則性認證，實際上是屬于國家強制性的法規(guī)性認證，這是國際上通用的。在美國我們會有SC認證，在歐盟會有CE認證，在中國來講對于這種無線電設(shè)備必須要做型號核準認證。實際上他們認證的目的基本上是相同的，就是無線電頻率的有效利用和保護。這個在CE認證的指令的第三部分里面有明確的描述。所以推斷中國的CE認證技術(shù)，就是無線電發(fā)射的頻率和有效保護的技術(shù)。

右邊的是行業(yè)的認證，特別是像論壇性質(zhì)的認證，拿手機來講，如果在歐洲銷售手機，必須要通過全球認證論壇的認證，如果是在北美銷售，要通過一個行業(yè)認證PTCRB，DCF認證是通過沃達豐這樣電信運營商和諾基亞這樣的手機制造商的合作聯(lián)盟，他們坐下來一起談，大家都認可了這個認證項目，這個手機由廠家提供給第三方的實驗室做完測試以后提交給DCF這種組織，一旦批準以后所有的運營商都會認可這個新產(chǎn)品要銷售的話不會出現(xiàn)障礙。

我為什么講這個問題？將來超寬帶設(shè)備在中國也有可能有這樣的現(xiàn)狀。對于超寬帶設(shè)備來講，由于它是無線電發(fā)射設(shè)備，它必須要做CTA，將來如果它固定在電信業(yè)務(wù)里面，也有可能會做入網(wǎng)性的測試。這是中國比較特殊的一種法規(guī)性的認證。我剛才說了，超寬帶設(shè)備無論是多大，只要你發(fā)射出功率，必須進行型號核準的測試。第二，我們?nèi)绻浑娦胚\營商所采用，假如說我們現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)WLAN，如果做在中國移動和中國電信他們就有可能做一個入網(wǎng)的測試。同時我們還有一個強制的3C的認證，如果涉及到人身安全，比如將來超寬帶發(fā)展很快，非常非常小，可能作為我們襯衣兜里的無線電收發(fā)設(shè)備可能才會做3C認證。將來如果超寬帶集成到電視里面，因為電視要做3C，國家質(zhì)檢總局是否要做3C認證就要進行考慮。

對于行業(yè)認證的話，行業(yè)的認證在中國的發(fā)展不是特別快，但是我認為這是一種趨勢。將來有可能也會發(fā)展起來。這種認證涉及的范圍可能是我們強認證不包括的范疇，假如我們說互聯(lián)的問題，或者是物理層以上的新的應(yīng)用。還有涉及到保密、健全行業(yè)的范疇等等。這種行業(yè)的認證對我們現(xiàn)有的法規(guī)性的認證是一個補充，因為法規(guī)性的認證可能考慮的不會那么全面，它只會考慮對人身的安全以及對頻譜的要求，對其他的要求很有可能將來會在行業(yè)認證中發(fā)展。另外一點，要保證超寬帶的更好的兼容，可能會額外的進行一些案例，保證超寬帶在新的系統(tǒng)中能夠有效的運行。

第四部分和大家探討一下超寬帶技術(shù)的研究。前一段時間我們也做了一些工作，而且我們的測試工程人員寫了一篇文章，實際上超寬帶技術(shù)從射頻和頻譜來講有一個特點，就是很快。有的大概是幾個G的樣子。實際上，它的測量我感覺還是應(yīng)該用常規(guī)的儀表，還是基于現(xiàn)有的傳統(tǒng)的測試儀表進行改造。測試原理基本上是一樣的，它兩種方法應(yīng)該11個頻率都可以測量。一個是測量實際的方法，我們通過傅立葉變換里進行轉(zhuǎn)換。第二，我們可以通過頻域來測量。由于分辨率帶寬和我們顯示范疇的影響，以及相應(yīng)設(shè)備的處理等等，對寬帶信號的測量有很大的限制?，F(xiàn)有的無線電發(fā)射信號大部分是由窄帶進行測量的。

我給大家簡單介紹一下，這部分實際上是識別器，下面是超寬帶設(shè)備所控制的計算機，這部分頻譜儀，這部分是計算機，這部分是它的接收天線，我們要測超寬帶的發(fā)射天線，接受天線一直到幾十個G都涵蓋了，因為超寬帶的信號比較寬，根據(jù)我們這種極窄寬帶的定義可以達到10幾個億，從低頻到高頻的話可能要涉及到3、4副天線。所以需要喇叭天線等等來做補充，把它分成若干段進行測量。

基于我們UWB測試系統(tǒng)需要考慮的幾個因素，在這里我介紹一下。超寬帶信號比較小的時候我們比較要接收前置放大器以便于我們抓住一些比較小的信號，另外我們還用一些濾波器等等來防止待測信號過大導致前置放大器過載。對天線的選取，要根據(jù)不同的頻段選取不同的天線。對于測量接收機的選取要采用頻譜儀或者是示波器。

對于無線電的管理來講，我們要考慮占用的帶寬和功率譜密度?？赡苓€會用比較傳統(tǒng)的利用下降和滾降的幅度來計算帶寬，我們定義的是10個dB，中間的差值就是我們占有的帶寬。第二，功率的譜密度，因為它的帶寬相當?shù)膶?。對于將?個G或者是2個G的帶寬我們我們是捕捉不到的，所以我們用功率譜密度的這種方式。對于等效全向功率譜密度的測量我們大致有三個方法，第一個方法頻率范圍設(shè)計為零，頻譜儀上有一個SPAN，這種展寬的寬度我們定義為零，實際上頻譜儀就變成了示波器。另一種方法是對每一兆的區(qū)域要進行測量。這個點它會自動算出平均功率，同時我們還可以進行手工的測量，比如我選出4、5個點能夠表示出這一兆帶寬下的幅度情況，通過這個公式，通過這種積分的公式來獲得它的平均值。第二種方法，就是我們的展寬超過1兆的方法。就是對選取的這一點進行測算。第三種方法就是用檢波的方法來測量。

如果是調(diào)頻的超寬帶信號，我們的頻譜儀的要求會更高，它必須有一個鎖定的功能或者是門限，我們要出發(fā)一個信號來捕捉一個外沖，這對儀器儀表的響應(yīng)能力是比較快的。峰值功率我們也可能會預見到，我們用峰值檢波來進行測量。實際上，這要求我們分配的帶寬必須大于我們的承受頻率，如果它小于這種頻率有可能是一個帶寬內(nèi)進了幾個脈沖的信號，這就造成了重疊，結(jié)果會不準確。脈沖信號一般情況下我們用的是負峰值檢波，最后我們得到的結(jié)果也是把頻率范圍設(shè)為零，使它變?yōu)轭l譜儀進行測量。

我們示波器要天線來進行對超寬帶信號的測量，我不想過多的講理論問題，我們下面會向大家介紹一等效電路。把它簡化成為帶有網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的幾個系統(tǒng)。實際上S是相關(guān)這種系統(tǒng)的矩陣，包括我們這種系統(tǒng)設(shè)計到頻譜分析儀的參數(shù)。我們會看到在10域上得到的結(jié)果，我們通過這兩個公式可以得到頻域上電磁場的表示。這是一個很好的驗證我們在頻率上測量是否準確的很好的方法。對于任意分辨率帶寬的頻譜分析，任意的分辨率帶寬RBW測量的等效峰值功率可以通過計算來獲得。

下一個問題，在不同的場地中測量的方法，我們在中國這種頻率的分析和研究工作為無線電管理技術(shù)提供支持的，這種方法的測量相對來說是非常非常準確的。

我簡單的用幾分鐘時間介紹一下我們對相關(guān)問題的探討，第一個問題就是標準起草的問題，我們電信研究院的黨梅梅女士也過來了，我們共同來起草這個標準。我們負責起草這個標準可能只是對無線電發(fā)射的參數(shù)進行規(guī)定，可能說這個時間必須等我們無線電的相關(guān)管理文件下發(fā)以后才能進行。但是實際上我們現(xiàn)在做了大量的籌備工作。第二個問題就是有關(guān)于法律法規(guī)的問題。剛才我談到了幾個參數(shù)，那是我們企業(yè)非常關(guān)心的。但是對于我們監(jiān)管部門來講還關(guān)心了一個問題就是雜散的發(fā)射，同時還有對于特色平臺的保護問題。另外就是多制式UWB測試技術(shù)的研究。我想，這個問題也是留給大家探討的。大家有什么問題的話可以現(xiàn)場提問一下，如果時間不允許的話我也可以把我的E-mail地址告訴大家，也可以和我們的實驗室進行交流。大家可以和我進行交流。謝謝大家！