Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Тестирование радиооборудования систем связи. Учебное пособие
.pdf
Рисунок 3.7 – Комплект оборудования SAM-CV 1000 для тестирования
покрытия DVB-T/-T2
Во время драйв-теста SAM-CV 1000 собирает РЧ измерения от одного
или более РЧ входов, а также GPS данные о текущем местоположении.
Посредством одного SAM-CV 1000 оператор сети может получить покрытие
для нескольких каналов DVB-T/-T2 или для нескольких каналов физического
уровня DVB-T2 с помощью всего лишь одного драйв-теста. Все
соответствующие измерения РЧ параметров всех обработанных РЧ каналов
наряду с одновременно объединенными географическими координатами и
другими метаданными хранятся в файлах данных, основанных на
расширяемом языке разметки XML (eXtensible Markup Language).
Рисунок 3.8 – Процедура драйв-теста покрытия для DVB-T и DVB-T2
стандартов телевидения
Записанные данные могут быть оценены и отображены на карте с
помощью сервиса Google Earth. Место каждой точки измерения
окрашивается на карте цветом, который указывает на то, является ли
приемлемым значение РЧ параметра (OK) или близким к
31
сконфигурированным пороговым значениям порога предупреждения
WARNING или порога ошибки ERROR. Зеленые метки означают, что
определенный РЧ параметр находится в переделах пороговых значений.
Желтый цвет меток свидетельствует о том, что конкретный РЧ параметр
приближается к порогу предупреждения, но все еще приемлем. Смена
желтого цвета красным означает переход определенным РЧ параметром
порога предупреждения и приближение к порогу ошибок, который все еще
не достигнут. Метки красного цвета означают, что определенный РЧ
параметр пересек порог ошибок. Такая визуализация позволяет очень просто
оценить записанные РЧ параметры визуально по всей области (рисунок 3.9)
[17].
При изменении выбора необходимого РЧ параметра отображения
карты немедленно обновляются. Доступные параметры включают в себя:
уровень принимаемого сигнала (RX Level), дБм;
отношение несущая/шум (Carrier Noise Ratio), дБ;
коэффициент битовых ошибок BER до декодера Витерби и BER после
Витерби,
коэффициента ошибок модуляции MER, дБ;
коэффициент ошибок по пакетам (Packet Error Ratio), %;
коэффициент ошибок по кадрам (Frame Error Ratio) DVB-T2, %.
Рисунок 3.9 – Примеры сформированной карты при измерении уровня
принимаемого сигнала Rx Level (1), коэффициента битовых ошибок после
применения алгоритма Витерби (2), коэффициента пакетных ошибок
PER (3)
С помощью ПО Map Master из комплекта LMR Master пользователи
имеют возможность конвертировать имеющиеся изображения с картами в
32
формат, совместимый с LMR Master. После преобразования, на карту можно
нанести данные об индикаторе мощности принятого сигнала и коэффициенте
мощности по соседнему каналу, полученные с помощью LMR Master
(рисунок 3.10) [18].
Рисунок 3.10 – Опция «Картографирование зоны покрытия»
обеспечивает выполнение измерения RSSI и ACPR одного канала с
использованием пользовательской карты и привязкой данных GPS
При наличии карт с координатами GPS можно воспользоваться
опциональным приемником GPS для привязки результатов измерения к
месту их получения. В случае измерений в помещениях, без использования
GPS, привязка результатов измерения к конкретному месту осуществляется
простым прикосновением к экрану (рисунок 3.11). Карты с результатами
измерений можно экспортировать через встроенный USB порт как файлы
JPEG или Google Earth KML [18].
33
Аналиизаторы
Рисунок 3.11 – Пример карты покрытия в помещении (Indoor Coverage
Mapping)
4. Контрольно-измерительное оборудование, применяемое при
тестировании
4.1. Классификация КИО
В настоящее время на рынке связи существует множество различных
компаний-поставщиков измерительного оборудования, готовых предоставить
широкий спектр КИО для тестирования систем связи. В таблице 4.1
приведена небольшая классификация КИО, основанная на продукции
компаний Rohde&Shwarz, Anritsu и Keysight (Agilent).
Таблица 4.1 – Классификация КИО
Типы Виды Модели
R&S[19] Anritsu[20] Keysight
[21]
Сигналов и спектра FSW85;
FSH;FVSR
MS2840A;
S412E
N9340B
Электрических цепей ZVA50 MS2027C E5061B
Кабелей и антенн ZVH8 S820E N5264A
Протоколов CRTU MT1000A U4421A
34
Базовых станций CMU300 MT8220T E6381A
Мощности и напряжения NRP2 ML2438A 8990B
Коэффициента шума FSUP MS2690A N8973A
Системы измерения
TSMW ML8720C -
покрытия
Осциллографы RTO2000 MP2100B DSO1000
Шумовых сигналов
Синусоидальных
сигналов
ВЧ и НЧ сигналов
SGT100A
MG3690C 33522A
SMB100A
MS2713E E8257D
PSG
SMW200A MG3710A N5182B
Для тестирования любого РЧ устройства или системы необходим РЧ
сигнал, который формируется радиочастотным генератором сигналов.
Генератор сигнала создает одиночный РЧ сигнал с выбранными
пользователем характеристиками, которые остаются постоянными, до тех
пор, пока пользователь не изменит их. Основными характеристиками,
которые можно изменить, являются:
• Частота;
• Мощность;
• Вид модуляции АМ, ЧМ или ФМ;
• Вид или схема цифровой модуляции.
Для определенных сотовых систем могут быть установлены типы
цифровой модуляции. В генератор сигнала можно запрограммировать новые
методы модуляции. Например, векторный генератор сигналов R&S
SMW200A, который изображен на рисунке 4.1, способен формировать
сигналы с цифровой модуляцией, необходимые для проверки базовых
станций основных стандартов, разработки новых систем связи, а также в
аэрокосмическом и оборонно-промышленном секторе. Данный прибор имеет
диапазон частот от 100 кГц до 40 ГГц. Регулировака уровня мощности может
выполняться в диапазоне от -128 до 18 дБм с шагом 0.5 дБ.
35
Рисунок 4.1 – Векторный генератор сигналов R&S SMW200A [22]
Одним из самых важных измеряющихся параметров является
мощность. Настройка выходной мощности передатчика базовой станции
имеет большое значение для функционирования беспроводной сети в целом.
Отклонение уровня мощности на 2 дБ определяет изменение в зоне
покрытия на 20%. Слишком большая мощность способствует перекрыванию
зон покрытия, что приводит к взаимной интерференции между сотами.
Слишком малая – снижение зоны покрытия и, как следствие, появление
островных зон с неперекрывающимися сотами. Все это может служить
причиной обрыва вызовов, снижения скорости передачи данных и
блокирования вызовов.
Измерители мощности не предоставляют абсолютно никакой
информации о частотном распределении мощности (о спектральной
плотности мощности). Номинальная мощность – суммарная мощность на
входе измерителя мощности. Если сигнал имеет единственную частоту, то
измеритель мощности выводит на экран значение его мощности. Однако если
на различных частотах присутствуют множественные сигналы, то измеритель
мощности выводит на экран общую мощность всех сигналов вместе.
На рисунке 4.2 представлен измеритель мощности со своим датчиком
мощности. Данный прибор работает в диапазоне частот до 110 ГГц и
значений мощности от -70 до +45 дБм. Датчик мощности – первичный
преобразователь мощности, предназначенный для работы с различными
типами сигналов и видами модуляций. Датчики представляют собой
интеллектуальные автономные приборы, взаимодействующие с базовым
блоком измерителя мощности NRP2, с другими измерительными приборами
Rohde&Schwarz, с компьютером по стандартному цифровому интерфейсу
(USB или LAN) или с устройствами на базе Android. Датчики поставляются
с приложением R&S NRP Toolkit – программное обеспечение для анализа
данных и управления. С помощью конвертеров USB-LAN возможен
дистанционный мониторинг мощности по сети Internet [23].
36
Рисунок 4.2 – Измеритель мощности (Power Meter) NRP2 компании R&S с
подключенным датчиком мощности [24]
Самыми универсальными и широко применяемыми измерительными
приборами являются анализаторы спектра и сигнала. Целью измерений,
выполняемых с помощью анализатора спектра, является возможность
проводить с большой точностью мониторинг, измерение и анализ РЧ
сигналов и их окружения. Анализатор спектра позволяет обнаруживать
паразитные сигналы, измерять параметры несущей и искажения, а также
выполнять проверку качества сигнала базовой станции.
Основные виды измерений:
• Занимаемая полоса частот OBW (Occupied Bandwidth) по задаваемому
уровню мощности;
• Маска сигнала (излучения) (Emission Mask), называемая спектральной
маской ;
• Мощность канала (Channel Power) в заданной полосе;
• Коэффициент мощности соседнего канала (Adjacent Channel Power Ratio,
ACPR);
• Измерения отношения несущей к помехе (Carrier-to-Interference ratio, C/I);
• Напряженность поля (Field Strength), дБм/м2 или дБмВ/м.
• Демодуляция сигналов
В режиме основных измерений анализатор спектра позволяет
проводить автоматизированные измерения, включая измерения ширины
занимаемой полосы частот occupied bandwidth, мощности в соседнем канале
(adjacent channel power) и маску излучения (emission mask) или спектральную
37
маску, как показано на рисунке 4.3. Маска излучения может быть создана с
помощью стандартного редактора ограничительных линий.
Рисунок 4.3 – Измерения ширины занимаемой полосы частот
Функция измерения маски излучения автоматически перемещает
полученную кривую так, чтобы пик модулированного сигнала
соответствовал общим стандартам маски.
Современные анализаторы спектра оснащены возможностью
проведения специализированных измерений нажатием одной кнопки (One
Button Measurements). Для более глубокого анализа прибор оснащен
настройками и функциями, недоступными даже в настольных анализаторах
спектра лабораторного уровня. Например, анализатор Anritsu LMR Master
S412E имеет следующие возможности [16]:
• Методы детектирования для нескольких кривых – пик, отрицательный,
истинное среднеквадратичное, квази-пик, выборка;
• Продвинутые функции маркера – маркер шума, следящий маркер, поиск
пика, последовательный поиск пика, дельта-маркеры;
• Продвинутые функции ограничительных линий – автоматическое
создание огибающей, относительные ограничения, зеркальное отражение
ограничения, регулировка точки/сегмента/линии;
• Сохранение результата измерения при наступлении события –
автоматическое сохранение кривой при пересечении ограничительной
линии;
LMR Master позволяет в полном объеме управлять настройками
ширины полосы пропускания и развертки или использовать автоматический
режим выбора оптимального соотношения точности и скорости измерений.
38
Монта
ж и
обслуж
ивание
Опция «Приемник GPS» позволяет повысить точность частоты до
<50·10-9. Помимо этого, все измерения можно проводить с привязкой к
данным, полученным с помощью GPS, для экспорта в карты.
4.2. Комплексное многофункциональное оборудование
Обратим внимание на анализатор кабелей и антенн R&S ZVH (рисунок
4.4). Это, в первую очередь, анализатор свойств волноводных трактов в
диапазоне частот от 100 кГц до 8 ГГц. В зависимости от установленных
опций может выступать в роли измерителя мощности, кабельного и
антенного тестера, и двухпортового векторного анализатора электрических
цепей. Прибор обеспечивает выполнение трех важнейших функций ВЧанализа, необходимых работникам сервисных центров или бригадам,
выполняющим пусконаладочные работы или регламентные работы по
техническому обслуживанию. Основные возможности данного анализатора
отображены в таблице 4.2 [25].
Рисунок 4.4 – Анализатор кабелей и антенн R&S ZVH
Таблица 4.2 – Анализатор кабелей и антенн R&S ZVH
Возможности прибора
Измерения расстояния до
места повреждения
Однопортовые измерения Измерения поглощаемой
Встроенный источник
постоянного тока
39
потерь в кабеле мощности
Измерения параметров
отражения
Измерения параметров
передачи
Создание протоколов
результатов измерений
в работе
Оптимальное считывание
результатов измерений в
Направленные измерения
мощности
Определение положения с
помощью приемника GPS
Таблицы каналов для
установки частот
Легкодоступные, хорошо
защищенные разъемы
любых положениях
Мультиязычная поддержка Сохранение результатов на
карте памяти SD
Измерения модуля и фазы
всех S-параметров
Поддержка и
калибровочных наборов
четырехполюсного
устройства;
Измерения электрической
длины
Приборы семейства R&S FVSR Приборы семейства R&S®FSVR
представляют собой полнофункциональные анализаторы спектра и сигналов
и анализаторы спектра в реальном масштабе времени. Таким образом, они
предлагают все возможности и функции, которые можно ожидать от
современных контрольно-измерительных приборов данного класса. В
режиме реального времени анализаторы R&S®FSVR способны, не делая
пауз, измерять и отображать спектр во временной области с полосой до 40
МГц. Поэтому они способны фиксировать все – даже самые кратчайшие
события [26].
Основные особенности [27] приборов:
• Анализ спектра в реальном масштабе времени в диапазоне частот до 40
ГГц;
• Функция спектрограммы для безразрывного отображения спектра во
временной области;
• Синхронизация по частотной маске, позволяющая запускать процесс
измерения при наступлении отдельных, спорадических событий в спектре;
• Режим послесвечения, позволяющий видеть, как часто возникают
сигналы;
• Потоковая передача I/Q-данных в режиме реального времени для записи
длительных ВЧ-последовательностей;
• Полнофункциональный анализатор спектра и сигналов;
• Развертка по частоте во всем диапазоне частот от 10 Гц до 40 ГГц всего
лишь за несколько миллисекунд;
40
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]