占用帶寬是表征無線發(fā)射機特性的一個較為重要的參數(shù)，該項指標用于檢驗發(fā)射機的發(fā)射帶寬是否超出其正常工作的頻譜范圍，以避免對其它頻譜的干擾。在傳統(tǒng)的發(fā)射機測試方法中，通常使用頻譜分析儀的標記功能來進行占用帶寬參數(shù)的標定和計算。

頻譜分析儀的軟件架構(gòu)

頻譜分析儀多種測量功能的實現(xiàn)原理是基于統(tǒng)一的分析儀硬件平臺，設(shè)計多模式的分析軟件架構(gòu)。在保持同一硬件平臺下，針對不同的測量功能需求，設(shè)計不同的用戶界面接口，維護不同的測量狀態(tài)集合，并執(zhí)行不同的掃描測量流程，然后運用不同的測量分析算法，實現(xiàn)每種測量功能要求的報表風(fēng)格，最終實現(xiàn)滿足功能要求的測量效果。如圖1所示，軟件結(jié)構(gòu)主要包括：用戶參數(shù)輸 入、測量參數(shù)解析、測量流程控制、測量數(shù)據(jù)接收、測量數(shù)據(jù)分析、報表顯示輸出等模塊。

軟件結(jié)構(gòu)

1、用戶參數(shù)輸入：人機交互的界面部分，用戶的各種測量意圖通過本部分輸入，并得到相應(yīng)的測試結(jié)果。測試功能的不同要求決定了測試目的和測試參數(shù)的不同。

2、測量參數(shù)解析：主要將用廣的設(shè)置分解成能滿足測量目的的各種狀態(tài)參數(shù)和開關(guān)序列的設(shè)置；不同的測量功能之間，測量參數(shù)也不同，參數(shù)的傳遞解析方法也不同。

3、測量流程控制：根據(jù)每個測量功能的測量流程不同，需要執(zhí)行不同的測量流程來對硬件進行相關(guān)控制，以滿足測量的測試需求，達到所設(shè)計功能的測量要求。

4、測量數(shù)據(jù)接收：根據(jù)每個測量功能的特點，在進行測量流程過程中，需要提供數(shù)據(jù)接收模塊，以便獲得當前硬件狀態(tài)下的掃描執(zhí)行結(jié)果供后續(xù)分析處理。

5、測量數(shù)據(jù)分析：根據(jù)不同的測量功能，采用不同的測量算法來對數(shù)據(jù)接收模塊接收到的掃描數(shù)據(jù)進行分析處理，得到功能需要的測試結(jié)果，以供軌跡報表等顯示。

6、報表顯示輸出：提供每種功能的測量視圖，包括軌跡、頻標、各種測量狀態(tài)設(shè)置、測量數(shù)據(jù)報表等。

頻譜分析儀的測量原理

結(jié)合頻譜分析軟件結(jié)構(gòu)，在占用帶寬的測試中，主要需要考慮設(shè)置的參數(shù)包括：頻率、頻寬、分辨率帶寬、視頻帶寬、檢波方式、點數(shù)、占用功率百分比、x dB等。由于被測的發(fā)射機信號通常具有類噪聲(noise-like)特點，因此在測試時視頻帶寬應(yīng)該設(shè)置成分辨率帶寬的10倍以上，檢波方式設(shè)置為取樣或有效值檢波。
根據(jù)占用帶寬測量的測試要求，在功能設(shè)計過程中實現(xiàn)的功能點主要包括了占用帶寬的測量和 xdB帶寬的測量。

占用帶寬

根據(jù)ITU規(guī)定，占用帶寬是指這樣一種帶寬：在它的頻率下限之下和頻率上限之上所發(fā)射的平均功率各等于某一給定發(fā)射的總平均功率的規(guī)定百分數(shù)β/2，如圖2所示：

通常取β/2=0. 5%，用戶也可以根椐需要設(shè)置。在計算時，在整個頻寬上對功率P（f）沿頻率積分，就可以得到整個頻寬內(nèi)的總功率ΣP，即總功率是P（f）曲線下的面積；再求出達到總功率0.5%和99.5%的兩個頻率點來，那么，這兩個頻率點之間的寬度就集中了全部功率99%的占用帶寬值。占用帯寬的計算流程如圖3所示：

具體實現(xiàn)步驟如下：

1、在頻寬內(nèi)，設(shè)置頻譜儀參數(shù)，并設(shè)置功率占用百分比(默認為99%)，驅(qū)動頻譜分析儀掃描獲取總長度為N的頻譜數(shù)據(jù)；

2、將頻譜數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為功率單位的數(shù)值，即對于頻寬范圍內(nèi)的所有電平，功率表示為線性值：式中Pi為頻譜數(shù)據(jù)點i對應(yīng)的單位為w的線性功率值，Li為頻譜數(shù)據(jù)點i對應(yīng)的單位為dBm測量電平；

3、在整個頻寬范圍內(nèi)對轉(zhuǎn)換后的頻譜數(shù)據(jù)進行功率積分，所得積分后的功率即為該頻寬范圍內(nèi)信號的總功率；

4、從頻寬起始頻率點開始，對頻譜數(shù)據(jù)進行功率積分，當積分的功率接近或等于總功率的0.5% 時，記錄為n1，并在此點附近通過插值求出占用帶寬左端頻率點的頻率信息，記錄為f1；

5、從頻寬終止頻率點開始，對頻譜數(shù)據(jù)進行功率積分，當積分的功率接近或等于總功率的0.5% 時，記錄為n2，并在此點附近通過插值求出占用帶寬右端頻率點的頻率信息，記錄為f2；

6、求取f2- f1， 即為占用帶寬的結(jié)果。

x-dB 帶寬

x-dB帯寬定義為某頻帶寬度在這頻帶之外所有頻譜分量都比發(fā)射的峰值電平低6dB以上，或者低 26dB以上。在常規(guī)監(jiān)測條件下，占用帶寬測試比較困難，而對于調(diào)幅、調(diào)頻和常用數(shù)字解調(diào)等大多數(shù)信號方式，其發(fā)射頻譜能量的主要部分(95%以上的能量)集中在26dB帶寬之內(nèi)，因此如果信號發(fā)射類別和調(diào)制參數(shù)完全已知，x-dB帶寬可以用來代替估計占用帶寬，因此在占用帶寬測量功能中通常需要提供x-dB帶寬的測量功能。x-dB帶寬的實現(xiàn)流程如圖4所示，具體計算步驟如下：

1、在頻寬范圍內(nèi)，設(shè)置頻譜儀參數(shù)，并設(shè)置X值(默認為-26dB)，驅(qū)動頻譜儀掃描獲取頻譜數(shù)據(jù)， 根據(jù)預(yù)先設(shè)定的閾值，搜索數(shù)據(jù)中的所有峰值信息，并記錄為峰值序列；

2、在峰值序列信息中，查找最大的峰值點記錄為Peak，并將所有的峰值點與最大值進行差值運算，獲得峰值差值序列；

3、從峰值差值序列的左端開始搜索，查找滿足與XdB值接近或相等的第一個數(shù)據(jù)點，記錄索引n1，并計算出x-dB帶寬對應(yīng)的左端頻率f1；

4、從峰值差值序列的右端開始搜索，查找滿足與xdB值接近或相等的第一個數(shù)據(jù)點，記錄索引n2，并計算出x-dB帶寬對應(yīng)的右端頻率f2；

5、計算f2- f1，即為x-dB帶寬的值。