Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Тестирование радиооборудования систем связи. Учебное пособие
.pdf
• Увеличение максимальной входной частоты до 110 ГГц при
использовании внешних смесителей;
• Выдающаяся точность измерения уровня в диапазоне до 7 ГГц;
• Отличный динамический диапазон и низкий уровень фазового шума;
• Высокая скорость измерения;
• Функции измерения мощности и статистического оценивания для анализа
сигналов с цифровой модуляцией;
• Разнообразные функции работы с маркерами и анализа спектрограмм;
• Измерительное ПО для определения коэффициента шума или уровня
фазового шума;
• Опции для общего векторного анализа и специального анализа сигналов
GSM/EDGE, WCDMA/HSPA+, LTE, WiMAX, WLAN, а также для
сигналов с аналоговой модуляцией;
• Большой объем памяти I/Q-данных;
• Простое и интуитивно понятное управление при помощи сенсорного
экрана;
• Использование сенсорного экрана позволяет управлять устройством
пальцем (вместо курсора мыши);
• Быстрый доступ ко всем важным функциям;
• Встроенная функция помощи;
• Низкая совокупная стоимость эксплуатации;
• Удобная установка опций непосредственно на месте работы;
• Простота адаптации к требованиям конкретных задач;
• Полнейшее соответствие требованиям времени благодаря обновлениям
программного обеспечения.
5.Анализ программного обеспечения, используемого при
тестировании радиооборудования
5.1. ПО компаний Rohde&Schwarz и Keysight Technologies
(Agilent)
Возможности приборов, используемых для тестирования, удобство
работы с ними во многом определяет использующееся при этом программное
обеспечение. Функциональность КИО, предлагаемого на современном рынке
связи, позволяет использовать в своей работе разнообразное ПО. В связи с
этим перед инженером-тестировщиком встает вопрос о выборе необходимого
прибора и ПО для проведения испытаний радиооборудования. В данной
главе приведен сравнительный анализ некоторых таких приложений и
программ.
Поставляемая вместе с генераторами I/Q модуляции R&S AMIQ
программа WinIQSIM (рисунок 5.1) может гибко имитировать сигналы с
41
одной несущей, с несколькими несущими или сигналы CDMA/W-CDMA. Все
параметры сигналов легко программируются. Гибкий редактор данных
позволяет создавать уникальные конфигурации сигналов TDMA. С
программой WinIQSIM поставляются заранее запрограммированные
настройки для большинства широко распространенных коммуникационных
стандартов. Более того, с помощью внешней программы WinIQOFDM и
дополнения AMIQK15 можно генерировать сигналы согласно стандартам
HIPERLAN/2 или IEEE 802.11a. Можно сгенерировать любой тип цифровой
модуляции, включая стандарты, все еще находящиеся в стадии разработки, и
специализированные стандарты. Все параметры сигнала можно независимо
изменять, а также можно вносить дополнительные искажения сигнала для
проверки предельных возможностей коммуникационной системы.
Рисунок 5.1 – Пример работы программы WinIQSIM2 [28]
При появлении новых стандартов, WinIQSIM можно быстро и легко
обновить. Гибкий редактор данных позволяет конфигурировать
определенные пользователем стандарты TDMA. Эти функции просто
незаменимы для тех, кто работает над созданием новых стандартов или
решает весьма специфические задачи [29].
Компанией Keysight Technologies (Agilent) разработана программа VSA
89600 для векторного анализа сигналов. Она предоставляет возможность
просматривать и анализировать историю изменения кратковременных
сигналов и переходных одновременно в частотной, фазовой, временной
областях и в области модуляции. С помощью этой программы можно
выявить и устранить самые сложные ошибки в современных системах
радиолокации и беспроводной связи. К тому же поддерживается более 75
стандартов сигналов и видов модуляции (таблица 5.1)
42
Здесь реализуются мощные средства анализа и демодуляции:
• Спектрограммы;
• Сигнальные созвездия;
• EVM (значение вектора ошибка);
• CCDF (интегральная функция распределения уровней сигнала);
• Стробирование по времени;
• Запись/воспроизведение сигналов;
Таблица 5.1 – Поддерживаемые стандарты и виды модуляции [30]
Область применения Поддерживаемые стандарты и
виды модуляции
Аэрокосмическая и оборонная
промышленность
QAM, StarQAM, APSK, VSB
АМ/ЧМ/ФМ, FSK,BPSK, QPSK,
Мобильная связь LTE,W-CDMA,HSPA+,
GSM/EDGE Evolution, cdma2000, TDSCDMA
Беспроводная связь 802.11a/b/g, 802.11n, 802.16
OFDMA, Bluetooth, Zigbee, UWB,
RFID
Аппаратно-программный комплекс «Вектор»
В процессе обучения студенты МТУСИ имеют возможность в
лабораториях университета работать с пакетом прикладных программ
векторного анализа и синтеза модулированных сигналов «Вектор» («ВекторVSG» и «Вектор-VSA»). Этот комплекс имитирует возможности упомянутых
в предыдущем пункте WinIQSIM и VSA 89600, которые были использованы
в качестве прототипов (векторные анализаторы спектра Agilent – E4406A и
89640A, R&S WinIQSIM Simulation Software и IQ creator –Aeroflex)
Программа векторного формирования (генерации) сигналов «ВекторVSG» предназначена для формирования отсчетов квадратурных
составляющих модулированных сигналов, используемых в наиболее
распространенных стандартах и технологиях связи (таблица 5.2) [31].
Таблица 5.2 – Используемые в «Вектор-VSG» виды модуляции
Многотональная
Одно-,двух- и трехтоновая модуляция
модуляция
Фазовая
манипуляция PSK
DBPSK; DQPSK; PI/2 DBPSK; 8-PSK; EDGE;
BPSK; QPSK; OQPSK; PI/4 DQPSK;
PI/8 D8PSK; 16-PSK; 32-PSK; 64-PSK;
Частотная
манипуляция FSK
Многопозиционная
манипуляция; MSK; GMSK;
Двух- и четырехпозиционная частотная
4, 8, 16, 32, 64, 128, 256-QAM;
квадратурная
амплитудная модуляция
43
Программа векторного анализа сигналов «Вектор-VSA» позволяет
производить всесторонний анализ сигналов, вычисление различных их
параметров и характеристик. Работа с программой осуществляется с
использованием ряда окон. При этом могут быть выбраны различные формы
отображения сигнала: сигнальное созвездие или векторная диаграмма,
временное отображение сигнала в виде графиков, амплитудные и фазовые
спектры и т.д.
В процессе анализа сигналов, при необходимости, производится их
демодуляция, восстановление тактовых последовательностей, получение
копии исходного сообщения и т.д. Программа позволяет рассчитывать ряд
характеристик сигналов, наиболее интересной и информативной из которых
является вектор сигнала ошибки EVM. Требования на величину этого
параметра входит составной частью во все современные стандарты на
цифровые системы связи. В настоящее время программно реализованы
алгоритмы вычисления EVM для сигналов с GMSK модуляцией (стандарт
GSM) и сигналов, используемых в технологии EDGE. Отсчеты
анализируемых сигналы могут быть заданы в виде файлов различного
формата (pcm, txt) и при необходимости программно переконвертированы.
В таблицах 5.3 и 5.4 отображены основные функции программ
«Вектор-VSG» и «Вектор-VSA»[31].
Таблица 5.3 – Основные возможности и функции программы «Вектор-VSA»
Функции
Анализ входного сигнала во
Спектральный анализ сигнала;
временной области;
Отображение квадратурных
компонент I/Q;
Анализ параметров входного
сигнала: напряжение, мощность;
Измерения параметров модуляции:
сдвиг сигнала (DC offset), фазовая
ошибка (Phase error); амплитудный
Отображение сигналов во временной
области;
Нахождение экстремальных значений
исследуемых сигналов;
Установка маркеров во временной и
спектральной областях с
отображением параметров маркера;
разбаланс (IQ imbalance); частотный
сдвиг (Frequency deviation);
амплитуда вектора ошибки
EVM (Error vector magnitude);
Цифровая демодуляция сигналов
(Digital demodulation) GMSK, EDGE,
Фильтрация сигналов в соответствии с
используемым стандартом;
3GPP, 16QAM;
Таблица 5.4 – Основные возможности и функции программы «Вектор-VSG»
Функции
Формирование непакетированных Формирование непакетированных
44
сигналов с различными видами
сигналов систем GSM/EDGE;
модуляции;
Формирование модулированных
сигналов с введенными искажениями
различного вида (шумов тракта
формирования сигнала и тракта
опорного сигнала, сдвига постоянной
составляющей сигнала (DC offset),
фазовой ошибки (Phase error);
разбаланса амплитуд и фаз (IQ
Измерения параметров модуляции:
сдвиг сигнала (DC offset), фазовая
ошибка (Phase error); амплитудный
разбаланс (IQ imbalance); частотный
сдвиг (Frequency deviation);
амплитуда вектора ошибки EVM
(Error vector magnitude);
imbalance); частотного сдвига
(Frequency deviation);
Анализ модулированного сигнала во
временной области;
Отображение квадратурных
компонент IQ сигнала во временной
области;
Анализ параметров модулированного
сигнала: напряжение, мощность;
Квадратурное представление
отсчетов сигнала в виде набора
табличных данных;
Отображение векторной диаграммы; Отображение сигнального созвездия;
Спектральное представление
модулированного сигнала;
Установка маркеров во временной
области;
Измерение амплитуд в дБм, дБм/Гц. Нахождение экстремальных значений
исследуемых сигналов;
Фильтрация сигналов в соответствии
с используемым стандартом, при
использовании предмодуляционных
фильтров различного рода;
Сохранение файлов данных IQ
компонентов в формате .pcm и
файлов текстовых данных IQ в
формате .dat. Чтение и загрузка
существующих файлов данных;
Для тестирования радиотрактов создаются семейства специальных
тестовых сигналов – тестовые модели (Test Model), определяемые
нормативными документами.
Так, например, в документе 3GPP TS 25.141 определено использование
стандартных тестовых моделей для тестирования передатчиков UTRA FDD
базовых станций. Версия 8 стандарта 3GPP TS 25.141, выпущенная в 2008
году, предусматривает использование шести тестовых моделей сигналов,
описанных в разделе 6.1. В документе для каждой из моделей
устанавливаются используемые активные каналы, их количество и ряд
других параметров:
• Число каналов (Number of Channels);
• Доля мощности (Fraction of Power), %;
• Установка уровня (Level setting), дБ;
• Каналообразующий код (Channelization Code);
45
• Временной сдвиг (Timing offset) (x256Tchip).
С помощью комплекса «Вектор» можно получить и проанализировать
любую из предложенных тестовых моделей (тестовая модель №4; рисунок
5.2).
Эта модель применяется для получения следующих характеристик и
параметров:
• Измерение амплитуды вектора ошибки (EVM measurement);
• Суммарный динамический диапазон изменения мощности (Total power
dynamic range);
• Частотная ошибка (Frequency error).
Рисунок 5.2 – Процесс получения тестовой модели №4
На рисунке 5.2 представлены сигнальные созвездия, иллюстрирующие
процесс получения тестовой модели №4:
а – активизирован первичный общий физический канал управления
(PCCPCH – Primary Common Control Physical Channel);
46
б – активизированы каналы SCH и PCCPCH (SCH – канал
синхронизации);
в – активизирован общий пилотный канал (CPICH – Common Pilot
Channel);
г – полная тестовая модель №4.
Литература
1. РадиоДизайн и РЧ технологии. Радиоинтерфейс стандарта GSM.
http://www.rfdesign.ru/gsm/gsm_ind.htm
2. РадиоДизайн и РЧ технологии. Радиоинтерфейс стандарта WCDMA.
http://rfdesign.ru/air/wcdma-air.htm
3. РадиоДизайн и РЧ технологии. Радиоинтерфейс стандарта TD-CDMA
http://rfdesign.ru/air/tdcdma-air.htm
4. РадиоДизайн и РЧ технологии. Радиопередатчики, тракты передачи РЧ
блоков ССПО http://www.rfdesign.ru/front-end/tx/tx.htm
5. Европейская ассоциация R&TTE CA (Radio and Telecommunications
Terminal Equipment Compliance Association) http://www.rtteca.com
6. Федеральная Комиссия по связи США FCC (Federal Communications
Commission) http://www.fcc.gov/
7. Глобальный Форум по сертификации GCF (Global Certification Forum)
http://www.globalcertificationforum.org/
8. 3GPP Specifications for group: R5 (showing rapporteur)
http://www.3gpp.org/DynaReport/TSG-WG--R5.htm
9. http://www.slideshare.net/RalucaSuditu1/test-case-management-with-mtm-2013
10. Electromagnetic Technologies Industries
http://www.etiworld.com/antenna-beamforming-network.html
11. РадиоДизайн и РЧ технологии.Измерения и тестирование в радиотрактах
ССПО http://www.rfdesign.ru/testing/test.htm
12. «Тестирование телекоммуникационных протоколов: проблемы и
подходы» Б.С.Гольдштейн, И.М.Ехриель, Р.Д.Рерле
http://niits.ru/public/2002/200243.pdf
13. «Тестирование и анализ телекоммуникационных протоколов»
И.М.Ехриель, Р.Д.Рерле http://niits.ru/public/2002/200221.pdf
14. Wireless Network Installation and Maintenance. Agilent Technologies, Inc.
2010. https://d3fdwrtpsinh7j.cloudfront.net/Docs/document/5990-5327EN.pdf
15. Wireless technologies. Coverage measurement systems https://cdn.rohdeschwarz.com/magazine/pdfs_1/article/210/NEWS_210_english_TSME.pdf
16. LMR Master S412E Анализатор наземных мобильных радиосистем,
генератор сигналов, анализатор АФУ, анализатор спектра
https://www.2test.ru/upload/iblock/458/anritsu_s412e_3.pdf
47
17. Decontis. DVB-T / DVB-T2 Coverage Solution – SAM-CV 1000
http://www.decontis.com/products/products-dvb-t_dvb-s_dvb-c_dvb-h/coveragesolution-sam-cv-1000
18. «Spectrum Analyzer for Anritsu RF and Microwave Handheld
Instruments : Coverage Mapping» http://dl.cdn-anritsu.com/en-us/testmeasurement/ohs/10450-00026E-S412E-LMRMasterHELP/index.html#page/Measurement_Guides/6_Coverage.34.04.html
19. Rohde&Schwarz. Продукция. https://www.rohde-schwarz.ru/products/
20. Anritsu. Продукция. https://www.anritsu.com/ru-RU/testmeasurement#ProductCategory
21.Agilent. Продукция
http://agitech.ru/index.php?route=product/manufacturer/product&manufacturer_id
=14
22. Rohde&Schwarz. Векторный генератор сигналов R&S SMW200A.
https://www.rohdeschwarz.ru/products/test_and_measurement/signal_generation/SMW200A/images/
23. Rohde&Schwarz. Датчики мощности R&S®NRP-Z и NRPхxS/SN.
https://www.rohdeschwarz.ru/products/test_and_measurement/power_volt_meter/NRP-Z/
24. Rohde&Schwarz. Измеритель мощности R&S®NRP2. https://www.rohdeschwarz.ru/products/test_and_measurement/power_volt_meter/NRP/images/
25. Rohde&Schwarz. Анализатор кабелей и антенн R&S®ZVH.
https://www.rohdeschwarz.ru/products/test_and_measurement/analizator_kabelei_anten/ZVH/Feature
s/
26. Rohde&Schwarz. Анализатор спектра в реальном масштабе времени
R&S®FSVR. https://www.rohdeschwarz.ru/products/test_and_measurement/spectrum_analysis/FSVR/Features/
27. Нифрит. Анализатор спектра в реальном масштабе времени R&S
FSVR13. http://www.niphrit.ru/catalog/detail.php?ID=683
28. Rohde&Schwarz. Программное обеспечение R&S WinIQSIM2™
Simulation Software. https://www.rohde-schwarz.com/us/product/winiqsim2productstartpage_63493-7614.html
29. Academline. Электронное оборудование и компоненты для исследований
и разработки. Генератор I/Q модуляции R&S AMIQ.
http://www.academline.com/rohde_schwars_amiq.php
30. Keysight Technologies. Программа векторного анализа сигналов VSA
89600. http://www.keysight.com/en/pc-1905089/89600-VSA-and-WLASoftware?cc=RU&lc=rus
31. РадиоДизайн и РЧ технологии. Пакет прикладных программ «Вектор».
http://www.rfdesign.ru/index.php/2009-11-30-16-56-58/1-latest-news/59-vectorbasic.html
48
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]