Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 7188:2002 - CISPR 21:1999

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA
TCVN 7188 : 2002
CISPR 21 : 1999
ẢNH HƯỞNG CỦA TẠP XUNG ĐẾN HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG TẦN SỐ RAĐIÔ −
PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ ĐỘ SUY GIẢM VÀ BIỆN PHÁP ĐỂ CẢI THIỆN TÍNH NĂNG
Interference to mobile radiocommunications in the presence of impulsive noise − Methods of
judging degradation and measures to improve performance
Lời nói đầu
TCVN 7188 : 2002 hoàn toàn tương đương với tiêu chuẩn CISPR 21 : 1999; TCVN 7188 : 2002
do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn TCVN/TC/E9 Tương thích điện từ biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo
lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ ban hành.
Tiêu chuẩn này được chuyển đổi năm 2008 từ Tiêu chuẩn Việt Nam cùng số hiệu thành Tiêu
chuẩn Quốc gia theo quy định tại khoản 1 Điều 69 của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật và
điểm a khoản 1 Điều 6 Nghị định số 127/2007/NĐ-CP ngày 1/8/2007 của Chính phủ quy định chi
tiết thi hành một số điều của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật.
ẢNH HƯỞNG CỦA TẠP XUNG ĐẾN HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG TẦN SỐ RAĐIÔ −
PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ ĐỘ SUY GIẢM VÀ BIỆN PHÁP ĐỂ CẢI THIỆN TÍNH NĂNG
Interference to mobile radiocommunications in the presence of impulsive noise − Methods
of judging degradation and measures to improve performance
1. Phạm vi áp dụng
Tiêu chuẩn này đưa ra các phương pháp đánh giá độ suy giảm của thông tin tần số rađiô khi có
tạp xung và các khuyến cáo về phương thức để cải thiện tính năng thông tin rađiô.
2. Tiêu chuẩn viện dẫn
IEC 60489-3 : 1988 Phương pháp đo đối với thiết bị tần số rađiô dùng trong dịch vụ di động.
Phần 3: Máy thu đối với phát xạ A3E hoặc F3E.
CISPR 12 : 1997 Phương tiện giao thông đường bộ, ca nô và các thiết bị có đầu máy hoạt động
bằng cách đánh lửa - Đặc tính nhiễu tần số rađiô - Giới hạn và phương pháp đo Khuyến cáo
BS.562-3 : 1990 của ITU - R Đánh giá chủ quan chất lượng âm thanh
3 Nghiên cứu phương pháp đánh giá độ suy giảm kênh tần số rađiô
Các chương trình thử nghiệm được tiến hành ở Mỹ bởi Uỷ ban thông tin liên bang (FCC) và bởi
Tập đoàn các nhà chế tạo xe chạy bằng động cơ (MVMA, sau là Tập đoàn các nhà chế tạo mô tô

Mỹ, AAMA, hiện nay đã giải thể). Các chương trình thử nghiệm này nhằm cung cấp hiểu biết tốt
hơn về các ảnh hưởng của xe chạy bằng động cơ đến việc thu thông tin di động.
Các thử nghiệm đo độ suy giảm của hệ thống thông tin theo chủ quan và khách quan ở nhiều tần
số của máy thu bằng cách sử dụng nhiều nguồn tạp phát ra từ bộ phận đánh lửa tự động, ví dụ
như dòng xe cộ trên các tuyến giao thông và nút điều khiển phương tiện giao thông. Tương quan
giữa các phép đo suy giảm chủ quan và khách quan khác nhau đã được FCC và MVMA nghiên
cứu có sử dụng các mức đánh giá để phân mức chất lượng thông tin.
3.1 Thử nghiệm chủ quan
3.1.1 Thử nghiệm chủ quan về mức khó chịu
Các thử nghiệm suy giảm chủ quan được FCC thực hiện, dùng một xe và nhóm các xe để mô
phỏng các phương thức giao thông. FCC đề xuất và sử dụng ban giám khảo đánh giá theo cách
chủ quan dựa trên mức khó chịu đã được sử dụng một cách truyền thống để xác định các ảnh


hưởng của tạp môi trường đến thực hiện công việc, tỷ lệ tai nạn và sự mệt mỏi của con người.
Mức

ảnh hưởng của nhiễu

5

hầu như không ảnh hưởng

4

có thể nhận thấy

3

khó chịu

2

rất khó chịu

1

có thể thấy rõ là hoàn toàn xấu đối với tiếng nói

Hệ thống mức này gần giống với hệ thống mức cho trong khuyến cáo BS.562-3 của ITU-R, và
cần sử dụng cho công việc tiếp theo, nếu tiến hành thử nghiệm độ khó chịu.
Chất lượng

Độ suy giảm

5 tuyệt vời

5 không cảm thấy được

4 tốt

4 cảm thấy được, nhưng không khó chịu

3 khá tốt

3 hơi khó chịu

2 xấu

2 khó chịu

1 rất xấu

1 rất khó chịu

Khó chịu là phản ứng tâm lý rất chủ quan. Mức khó chịu do tạp âm nghe thấy được chịu ảnh
hưởng của nhiều yếu tố tâm sinh lý (như ốm đau, mệt mỏi, tình trạng quan hệ giữa người với
người, và các vấn đề gia đình).
3.1.2 Thử nghiệm chủ quan về độ rõ
3.1.2.1 Qui định chung
Do hệ thống thông tin di động mặt đất được dùng chủ yếu để truyền các tín hiệu thoại, nên tính
năng của hệ thống này chủ yếu dựa trên độ rõ của tín hiệu thu được khi có tạp do bộ phận đánh
lửa.
Thủ tục chung nhất để xác định độ rõ của kênh tiếng nói là phương pháp chủ quan gồm người
nói đã qua đào tạo và ban giám khảo nghe rồi cho điểm trực tiếp theo phần trăm độ rõ của tiếng
nói. Quá trình này chỉ có giá trị khi tạo ra các kết quả lặp lại. Tuy nhiên, phương pháp cho điểm
chủ quan rất tốn kém và mất thời gian. Vì thế, chúng không được sử dụng rộng rãi.
Đánh giá mức chủ quan về độ rõ theo đề xuất của MVMA là:
Mức

Mô tả

5

có thể hiểu thông báo cực tốt

4

có thể hiểu thông báo khá tốt

3

có thể hiểu, nhưng còn một số từ phải đoán

2

đủ để nhận ra thông báo

1

hoàn toàn không nhận ra tiếng nói

3.1.2.2 Phương pháp thử nghiệm độ rõ
Bắt đầu ở mức tỷ số tín hiệu/tạp là 20 dB, cắt nguồn gây tạp do đánh lửa của xe, giảm mức đầu
vào tần số rađiô theo từng nấc 1 dB và ban giám khảo cho điểm ở mỗi lần giảm cho đến khi đạt
chất lượng mức 1 (xấu nhất). Sau đó mức đầu vào tần số rađiô được tăng theo từng nấc 1 dB
cho đến khi mức tỷ số tín hiệu/tạp là 20 dB đạt được một lần nữa.
Tiếp theo, tăng mức đầu vào tần số rađiô theo từng nấc 3 dB cho đến khi ban giám khảo đánh
giá chất lượng đạt mức 5 (tốt nhất). Sau đó giảm mức đầu vào tần số rađiô theo từng nấc 3 dB


cho đến khi đạt được mức tỷ số tín hiệu/tạp là 20 dB.
Lặp lại toàn bộ quá trình với nguồn gây tạp của xe được đưa vào hoạt động.
So sánh kết quả của hai thử nghiệm (cắt nguồn tạp/bật nguồn tạp) và ghi lại chênh lệch về mức
tần số rađiô đối với mức chất lượng cụ thể (tính bằng đềxiben) là mức suy giảm chủ quan.
3.2 Thử nghiệm khách quan
3.2.1 Qui định chung
Độ không đảm bảo trong các phép đo chủ quan xuất phát từ việc xác định mức đánh giá không
rõ ràng, và khả năng thay đổi các quyết định của ban giám khảo. Nguyên nhân gây sai số thứ hai
chủ yếu do các yếu tố tâm lý. Các phép đo khách quan có độ không đảm bảo nhỏ hơn so với các

thử nghiệm chủ quan.
Nghiên cứu được tiến hành bởi Viện khoa học viễn thông [1] xây dựng phương pháp để đạt
được phép đo độ rõ bằng cách khách quan cho kết quả tốt đối với tiếng nói được gửi qua kênh
thông tin kỹ thuật số và kênh kỹ thuật tương tự bị tạp làm giảm chất lượng. Phép đo độ méo đạt
được bằng cách dùng Mã hoá dự báo tuyến tính (LPC), đây là kỹ thuật toán được sử dụng nhiều
để phân tích và tổng hợp tiếng nói.
3.2.2 Phương pháp thử nghiệm khách quan
Để thực hiện phép đo độ rõ bằng cách khách quan đối với tiếng nói đứt quãng, phải tiến hành so
sánh giữa tiếng nói bị méo và tiếng nói gốc không có tạp. Phép đo độ rõ bằng cách chủ quan về
tiếng nói bị méo cũng phải được sử dụng để đánh giá chất lượng của phép đo khách quan đang
sử dụng. Cả hai yêu cầu trên được đáp ứng bằng cách ghi băng gốc tiếng nói chọn trước không
có tạp, sau đó gửi tiếng nói qua kênh thông tin tiếng nói cần thử nghiệm và ghi lại tiếng nói ở các
đầu ra của kênh. Chấm điểm cho tiếng nói ở đầu ra của kênh bằng cách chủ quan, và so sánh
với tiếng nói gốc bằng kỹ thuật toán để đạt được điểm khách quan.
Tiếng nói chọn trước được gửi qua kênh thoại để chấm điểm độ rõ gồm các nhóm ngữ âm được
có thanh bằng của các từ riêng biệt, tránh các câu hoàn chỉnh hoặc âm tiết vô nghĩa. Các từ có
thanh bằng này cần dùng bởi vì việc chấm điểm chủ quan cần chứng tỏ có sự lặp lại, việc lặp lại
là tiêu chí cần thiết cho nghiên cứu này. (Trong các thử nghiệm sử dụng xe làm nguồn gây tạp,
thực hiện chấm điểm chủ quan bởi ban giám khảo và so sánh với điểm khách quan, tạo ra sự
tương quan tốt.)
Tập hợp các phép đo khách quan về suy giảm bao gồm (1) độ nhạy theo tỷ số tín hiệu/tạp và
méo (SINAD) và (2) độ nhạy theo tỷ số tín hiệu/tạp là 20 dB. Qui trình thử nghiệm khách quan
được dùng trong các thử nghiệm của MVMA phù hợp với IEC 60489-3.
3.3 Kết luận về đánh giá độ suy giảm
Nhiều nghiên cứu được tiến hành trong nhiều năm để xây dựng một phương pháp khách quan
đơn giản và ít tốn kém để đo độ suy giảm của máy thu di động trên mặt đất khi có tạp gây ra do
bộ đánh lửa. Mã hoá dự báo tuyến tính (LPC) không đơn giản và cũng tốn kém (khi so sánh với
thiết bị dùng trong các phép đo CISPR-12) nhưng về kỹ thuật thì Mã hoá dự báo tuyến tính là
phương pháp khách quan tốt để đo độ suy giảm của máy thu.
Các thử nghiệm chủ quan đã chứng tỏ hiệu lực trong việc đánh giá độ suy giảm của máy thu di

động. Trong hai phương pháp đánh giá chủ quan được sử dụng, thì độ rõ được xác định là tốt
hơn độ khó chịu trong việc mô tả đặc điểm ảnh hưởng của tạp tần số rađiô lên mạng truyền
thông. Tuy vậy, hầu hết các phép đo khách quan tiến hành trong quá trình thử nghiệm chủ quan
đều cho thấy sự tương quan kém. Phương pháp Mã hoá dự báo tuyến tính (LPC) cho thấy sự
tương quan tốt với phương pháp thử nghiệm độ rõ bằng cách chủ quan. Tuy nhiên, ưu tiên các
thử nghiệm chủ quan, vì tính đơn giản và chi phí thấp hơn.
Việc chỉ xem xét các phương pháp thử nghiệm chủ quan, và với kết quả của nhiều thử nghiệm
được tiến hành, thì khuyến cáo nên sử dụng độ rõ như một chỉ số tính năng của hệ thống thông
tin thay vì sử dụng độ khó chịu.


4 Cải thiện tính năng của thông tin di động tần số rađiô
Các nỗ lực quốc tế để đo và kiểm tra tạp do đánh lửa đã được tiến hành ngay từ khi thành lập
CISPR năm 1934. Kết quả là biên soạn một số tiêu chuẩn, mà nếu được tiến hành đồng thời, thì
bức xạ từ hầu hết các phương tiện giao thông hiện nay sẽ được hạn chế. Kinh nghiệm rộng rãi
với hàng triệu phương tiện giao thông đường bộ trong một loạt các môi trường khác nhau trên
thế giới đều chứng tỏ rằng không cần giảm các giớí hạn đang có đối với việc bảo vệ máy thu FM,
AM và các máy thu vô tuyến quảng bá dùng trong các toà nhà dọc theo các đường phố.
Tuy nhiên, các hệ thống thông tin di động tần số rađiô trên mặt đất hiện nay vẫn phải chịu các
nhiễu từ nhiều nguồn khác. Theo truyền thống, các hệ thống này sử dụng mô hình tạp Gauss
trắng cổ điển khi tính năng tạp đã được xem xét [2]. Tuy nhiên, góp phần chính trong môi trường
di động tần số rađiô là tạp xung. Các cải tiến cơ bản trong thiết kế máy thu đã được đề xuất để
tối ưu hoá tính năng trong điều kiện xung. Hầu hết các khuyến cáo sau đây được áp dụng đối với
thiết bị tần số cao trong quân sự và đã làm tăng cường các tính năng của máy thu, nhưng chúng
chưa được áp dụng rộng rãi trong các thiết bị di động thương mại tần số rất cao có điều tần.
Vẫn còn có thể cải tiến ở hầu hết các giai đoạn của các phần thu tần số rất cao có điều biến tần
số truyền thống.
a) Các bộ khuếch đại và các bộ trộn tần số rađiô có sử dụng MOSFETS có nén độ lợi và méo hài
cao bậc ba. Việc sử dụng các bộ khuếch đại tần số rađiô có hồi tiếp dòng, lưỡng cực, đối xứng
và các bộ trộn thụ động bậc cao cân bằng kép sẽ cung cấp dải động cao [3] và các điểm chặn

hài bậc ba tốt cần thiết cho việc sử dụng phương tiện di động.
b) Việc sử dụng các phương pháp vòng khoá pha để tạo tín hiệu truyền cao tần sẽ làm giảm các
thành phần méo gây bởi tạp dải biên trong bộ dao động thạch anh thông thường.
c) Tính năng tín hiệu yếu có thể được cải thiện bằng cách sử dụng bộ tách sóng cho phép loại bỏ
tạp điều biến biên độ tốt hơn so với bộ tách sóng cầu phương hiện đang sử dụng [4] [5] [6].
d) Tính năng của các bộ khử tạp có thể được cải thiện bằng cách đưa chúng từ các bộ khuếch
đại trung tần đến các bộ khuếch đại cao tần, do đó loại trừ được các ảnh hưởng của các bộ lọc
thông dải (sự dãn xung) trong các bộ khuếch đại trung tần.
5 Kết luận
CISPR 12 được sử dụng rộng rãi để đo và kiểm tra tạp do đánh lửa. Không có sẵn tiêu chuẩn
tương tự nào như vậy để tiêu chuẩn hoá các tiêu chí cho thiết kế hoặc cho phép đo đối với việc
khử tạp máy thu. Việc xây dựng các tiêu chuẩn của các máy thu có khử là yêu cầu ưu tiên cao
trong nghiên cứu tổng thể độ suy giảm đối với các kênh thông tin.
THƯ MỤC THAM KHẢO
[1] GAMAUF K. J. and HARTMAN W. J., Objective Measurement of Voice Channel Intelligibility,
October 1977; available from the National Technical Information Service, Springfield, Virginia
22151, USA, reference number FAA-RD-77-153.
[2] SPAULDING and SEELEY S. H., Proc. IRE. 25, 1937, p.289.
[3] SKOMAl N. Edward, Man-made Radio Noise, van Nostrand Reinhold Co., New York 1978.
[4] FOSTER D. F. and SEELEY S. H., Proc. IRE. 25, 1937, p.289.
[5] SEELEY S. W. and AVINS J., The radio Detector, RCA Review 8, 1947, p. 289
[6] LOUGHLIN B. D., The Theory of Amplitude Modulation Rejection in the Radio Detector, Proc.
IRE.40, pp. 289-296 (March 1952).