幅度概率分布(APD)测量技术介绍

引言

APD是AmplitudeProbabilityDistribution的缩写，即幅度概率分布。它是一个用来描述无线电骚扰统计特性的参量，定义为"骚扰幅度超过某个规定电平的时间概率的累积分布"。APD测试是目前最新的干扰测试方法，与典型的测量方法，如:准峰值检波等常规研究方法相比较，能更好地描述干扰本身的统计特性，突破了准峰值测量的局限性；采用数理统计的方法研究干扰源的本质，为研究分析不同特性的骚扰源对不同制式的通信系统的影响开辟了新的途径。

CISPR规定的各种骚扰测量限值都以峰值、准峰值、平均值或有效值来表示，其目的是为了保护广播、电视、通信系统和其它电子设备的正常运行。准峰值反映了人的耳朵和眼睛对干扰的主观感觉；通信系统和电子设备根据信噪比来要求电磁环境，这里的噪声常用有效值、平均值、峰值等表示。这些量值对评价模拟系统是有效的，但是很难与误码率建立联系。随着社会的进步，数字系统已大大发展，而数字系统是用误码率来评价系统性能的，只有确定了干扰的幅度统计特性才能确定数字通信系统的误码率，并且找出误码率和系统输入信噪比的关系，因此与衡量数字通信系统性能直接有关的是干扰的幅度统计特性，而非传统的准峰值、平均值。APD测试就是用来测量干扰模型的统计特性的，是评估数字通信系统性能的最优方案之一。

APD测量方法[1]

APD测量是针对频率点进行的。APD分析仪连接在骚扰测量仪（测试接收机或频谱仪）的中频包络检波输出端，对中频包络分层测量，各层幅度对应于接收机输入端的电平。APD分析仪的结构有二种，一是用比较器+计数器，比较器数即分层数;二是使用A/D变换器+计数器+存储器，分层数即A/D变换器的分辨率，例如8位A/D变换器可有256层。

APD测量结果如图1和图2所示，横轴是层电平，纵轴是幅度超过某层电平的概率。由曲线可知超过低电平层的概率大，超过高电平层的概率小。骚扰增强，曲线向右移动。

图1 用APD作符合测试的方法之一

图2 用APD作符合性测试的方法二

其中APD定义的限值点有二个参数:电平限值Elimit和概率限值Plimit。用APD作符合性测试时有两种方法。

方法一（如图1所示）:确定Plimit,测量Plimit条件下的电平E。如果E

方法二（如图2所示）:确定Elimit，测量超过Elimit的概率P。如果P

APD限值的确定[1]

只有确定了APD和通信接收抗误码率BER之间的相关性，才可导出APD限值的确定方法。

首先测出通信接收机的误码率BER，测试方法见图3。测量结果见图4，横轴为接收到的有用信号电压U，纵轴是误码率。图4中最右边曲线为没有EUT干扰时的误码率。接收到的有用信号越大，误码率越小。右边4条曲线是EUT发出不同强度干扰时的误码率。干扰越大，曲线越右移。由图4可知，在确定误码率为10-2条件下，有EUT干扰时必须增加有用信号强度U，在可接受的性能降低的极限情况下需增加U。

图3 通信接收机误码率BER的测试方法

图4 通信接收机误码率和接收到的有用信号的测试结果

图5 用频谱仪和APD分析测量EUT干扰的APD值

图6 EUT干扰的APD值测量结果

然后再用频谱仪和APD分析仪测量EUT干扰的APD值，测量方法见图5。测量结果见图6，横轴为干扰电压，纵轴是概率，最左边曲线是EUT不工作情况，右边4条曲线是EUT发出不同强度干扰时的APD。由图6可知当概率确保在10-2条件下，干扰的层电压增加了V。

实验和仿真结果证明:当误码率和干扰概率相等的情况下，测误码率时U的增加量U和测APD时干扰V的增加量V有很明显的相关性。因此可以利用这种相关性来确定APD的限值点。通常要求通信系统话音传输的BER为10-2，数据传输的BER为10-4。由此可规定APD的概率限值Plimit分别为10-2,10-4。再根据二者的相关性，由图6中的V,得出与Plimit10-2和10-4相应的两个电平限值Vlimit值。

APD测量仪的规范[1]

3.1APD测量仪的指标要求

以上分析了CISPR关于APD测量方法、APD限值的确定的进展，下面进一步介绍APD测量仪的指标要求。

APD测量功能可作为测量设备的附加功能，附加到现有测量仪器或使用一体化测量仪器上。APD测量功能可由两种方法实现:一种使用比较器和计数器，如图7所示，设备确定超出一组预设电平的概率，电平的数目等于比较器的数目;另一种使用A/D变换器、逻辑电路、存储器，如图8所示，该设备也可提供预设电平的APD图，电平的数目取决于A/D变换器的分辨率（如8bit变换器提供256级电平）。

图7 APD测量电路（比较器、计数器）框图

图8 APD测量电路（A/D变换器）框图

3.2APD测量功能的规范

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