66_69.PDF

S P R Z Ę T

W†artykule przedstawimy nowe przyrz¹dy

firmy Agilent s³uø¹ce do generowania

i†analizy sygna³Ûw telefonii cyfrowej drugiej

i†trzeciej generacji (2G/3G).

nych zmian w†konstrukcji przyrz¹dÛw

pomiarowych. W†przypadku generato-

rÛw niezbÍdne by³o ich ìdoposaøenieî

w†modulator kwadraturowy I/Q ( rys. 2 )

oraz wewnÍtrzny, szerokopasmowy ge-

nerator sygna³Ûw moduluj¹cych. Gene-

ratory ESG posiadaj¹ rÛwnieø alterna-

tywne wejúcia umoøliwiaj¹ce doprowa-

dzenia sygna³Ûw I/Q z†zewn¹trz. Na

schemacie zaznaczono teø przetworniki

C/A przekszta³caj¹ce informacje o†war-

toúci zaleønych od czÍstotliwoúci (zapi-

sanych w†pamiÍci) wspÛ³czynni-

kÛw korekcyjnych.

Istotnym parametrem genera-

tora sygna³Ûw zmodulowanych

cyfrowo jest maksymalna sze-

rokoúÊ pasma sygna³u zmodu-

Obecnie, przy lawinowym rozwoju

technik przekazu informacji i†zwi¹za-

nym z†tym rosn¹cym stopniem z³oøo-

noúci sygna³Ûw przesy³anych dro-

g¹ radiow¹, roúnie zapotrzebowa-

nie na aparaturÍ pomiarow¹, ktÛra

realizuje odpowiednio skompliko-

wane funkcje i†procedury pomiaro-

we, ale nie przenosi tej z³oøonoú-

ci na interfejs uøytkownika. Gene-

racja sygna³Ûw i†pomiary ich klu-

czowych parametrÛw we wszystkich

najwaøniejszych formatach 2G/3G, mog¹

byÊ wykonywane szybko i†z†duø¹ pre-

cyzj¹. Pomimo tego, øe takie przyrz¹dy

s¹ skomplikowane funkcjonalnie, mog¹

byÊ ³atwe w†obs³udze z†punktu widze-

nia uøytkownika. Automatyczny po-

miar, ktÛry sprowadza siÍ tylko do wy-

boru odpowiedniego typu cyfrowej mo-

dulacji/demodulacji sygna³u - to juø nie

marzenie, lecz rzeczywistoúÊ. Wystarczy

siÍgn¹Ê po dwa nowe przyrz¹dy z†ofer-

ty Agilent Technologies, dedykowane

dla testÛw i†pomiarÛw urz¹dzeÒ i†sys-

temÛw komunikacji bezprzewodowej

drugiej i†trzeciej generacji: E4438C ESG

Vector Signal Generator (250 kHz...6

GHz) oraz E4443A PSA Spectrum Ana-

lyzer (3 Hz...6,7 GHz).

Przyrz¹dy te wybrano z†serii ESG

i†PSA i†zestawiono w†parÍ nieprzypad-

kowo. Obydwa pokrywaj¹ prawie to

samo pasmo czÍstotliwoúci - do 6†GHz,

ktÛre obecnie obejmuje wszystkie naj-

Od nowoczesnych przyrządów

laboratoryjnych wymaga się prostoty

obsługi pomimo realizacji przez nie

skomplikowanych funkcji i procedur

pomiarowych.

nowsze systemy telekomunikacji bez-

przewodowej. Obydwa s¹ przygotowane

do pracy z†powszechnie stosowanymi

sygna³ami zmodulowanymi cyfrowo (lub

uøywaj¹c úciúlejszego okreúlenia - sygna-

³ami z†wielostanowymi modulacjami am-

plitudowo-fazowymi). Obydwa obs³ugu-

j¹ szeroki zbiÛr predefiniowanych forma-

tÛw sygna³Ûw tego rodzaju zgodnych

z†aktualnymi standardami, przy zacho-

waniu otwartoúci na nowe, jeszcze nie

unormowane, oraz akceptuj¹ w³asne

schematy modulacyjne zdefiniowane

przez uøytkownika. ListÍ obs³ugiwanych

formatÛw zawarto w† tab. 1 .

Oczywiúcie, nie wszystkie wymienio-

ne formaty s¹ interesuj¹ce dla kaødego

uøytkownika. Agilent, jako producent

o†zasiÍgu úwiatowym, musi dostosowaÊ

siÍ do potrzeb klientÛw z†rÛønych ob-

szarÛw geograficznych, zdominowa-

nych przez rÛøne technologie. W†Pols-

ce oprÛcz eksploatowanych aktualnie

systemÛw GSM (operatorzy komÛrko-

wi) i†Tetra (Policja i†Straø Graniczna)

moøna siÍ spodziewaÊ juø wkrÛtce

wiÍkszego zainteresowania i†wzrostu

potrzeb pomiarowych zwi¹zanych

z†wprowadzaniem systemu W-CDMA/

UMTS, a takøe z†nap³ywem sprzÍtu

powszechnego uøytku z†interfejsem

Bluetooth i†z†upowszechnianiem siÍ

technologii Wireless LAN.

Dotrzymanie kroku gwa³townym

zmianom w†úwiecie telekomunikacji nie

by³oby moøliwe bez rÛwnie dynamicz-

Tab. 1. Formaty sygnałów obsługi−

wanych przez generator E4438C

serii ESG i analizator E4443A serii

PSA

1xEV−DO 1xEVolution − Data Only. System

zgodny z CDMA 2000. Łącze

radiowe udostępnia do 2,4 Mb/s

w dedykowanym kanale o szerokoś−

ci 1,25 MHz. Qualcomm, Altera,

Motorola.

802.11a / IEEE Wireless LAN Standard. IP over

802.11b Ethernet. a) pasmo 5 GHz, przepus−

towość 54Mbps. b) pasmo 2,4 GHz

przepustowość 11Mbps.

AWGN Additive White Gaussian Noise − typ

sygnału wykorzystywany w testach

systemów CDMA

Bluetooth Uniwersalny interfejs radiowy

krótkiego zasięgu. Pasmo 2,4 GHz,

max przepływność 720 kb/s.

Frequency Hopping Spread Spect−

rum (FHSS).

CDMA−2000 Code Division Multiple Access −

CDMA−One Dostęp Wielokrotny z Podziałem

Kodowym

DECT Digital European Cordless Telephone

EDGE Enhanced Data for GSM Evolution

GSM Global System for Mobile Communi−

cation

NADC North American Dual−Mode Cellular

PDC Personal Digital Cellular (Japan)

PHS Personal Handyphone System

(Japan)

TETRA Trans European Trunked Radio

Access

W−CDMA Wideband CDMA − technologia

(UMTS) wykorzystywana przez Universal

Mobile Telecommunications System

Fot. 1. Generator sygnałów 2G/3G

serii ESG i analizator serii PSA

Elektronika Praktyczna 7/2002

S P R Z Ę T

Tab. 2. Wybrane parametry generatora E4438C serii ESG

Parametr

Wartość

Zakres częstotliwości

1, 2, 3, 4 lub 6 GHz − zależy od wyboru opcji.

Modele na niższe pasma nie obsługują

wszystkich formatów 2G/3G

Szybkość przełączania częstotliwości nośnej

<13ms w trybie CW

Moc wyjściowa

+17 dBm dla 1 GHz

Rys. 2. Schemat blokowy modulato−

ra I/Q

Szybkość

Dokładność poziomu mocy ±0,5 dB do 2 GHz

Gęstość szumu fazowego <−134 dBc/Hz dla odstrojenia 20 kHz i

nośnej 1 GHz

Szerokość pasma sygnału zmodulowanego 160 MHz dla zewnętrznych sygnałów modulu−

jących I/Q lub 80 MHz przy wykorzystaniu

wewnętrznego generatora przebiegów

modulujących

Pamięć przebiegu modulującego 8 lub 32 MS (40 lub 160MB)

Szybkość odtwarzania próbek przebiegu modulującego do 100 MS/s

Pojemność wbudowanego dysku twardego

lowanego, gdyø powinna ona pokry-

waÊ z†zapasem pasma zajmowane

przez stosowane obecnie najbardziej

ìszerokopasmoweî modulacje. Najbar-

dziej dot¹d wymagaj¹cym systemem

jest W-CDMA (UMTS) operuj¹cy kana-

³ami o†szerokoúci ok. 5†MHz. Genera-

tor E4438C ESG oferuje szerokoúÊ pas-

ma 80 MHz w†przypadku korzystania

z†wewnÍtrznego generatora I/Q lub

160 MHz przy generatorze zewnÍtr-

znym. Tak duøy zapas szerokoúci pas-

ma pozwala na generowanie bardziej

z³oøonych sygna³Ûw testuj¹cych, ktÛre

6 GB

Interfejsy

10BaseT LAN, GPIB, RS−232

leønie od opcji) przewidziano od 40

do 160MB pamiÍci RAM mieszcz¹cej

8†do 32 M podwÛjnych prÛbek I/Q.

Opcjonalnie generator ESG moøna wy-

posaøyÊ w†modu³ odbiornika zdemodu-

Analizator ten wyposaøono w†szereg

nowatorskich rozwi¹zaÒ, ktÛre pozwoli-

³y uzyskaÊ parametry do tej pory nie-

osi¹galne w†sprzÍcie powszechnie do-

stÍpnym. Cyfrowa obrÛbka sygna³u

Rys. 3. Uproszczony schemat blokowy analizatora serii PSA

mog¹ symulowaÊ np. pracÍ kilku sta-

cji bazowych jednego systemu lub na-

wet dwÛch stacji bazowych rÛønych

systemÛw w†celu zbadania reakcji sta-

cji abonenckiej w†warunkach zbliøo-

nych jak najbardziej do rzeczywistych.

Wykorzystanie bardziej z³oøonych

przebiegÛw moduluj¹cych, wykraczaj¹-

cych poza moøliwoúci wewnÍtrznego

generatora I/Q, moøe wi¹zaÊ siÍ z†ko-

niecznoúci¹ wczeúniejszego ich przygo-

towania metodami obliczeniowymi na

komputerze i†przes³ania do generatora

w†postaci ci¹gÛw prÛbek. Do wyboru

s¹ trzy rodzaje interfejsÛw: 10BaseT

LAN, GPIB, RS-232. Do przesy³ania da-

nych (w obie strony) moøna wykorzys-

taÊ dostarczan¹ z†generatorem aplikacjÍ

IntuiLink pracuj¹c¹ w†úrodowisku Win-

dows. Generator operuje 16-bitowymi

prÛbkami, na ktÛrych zapamiÍtanie (za-

lowanego sygna³u cyfrowego do pomia-

ru bitowej stopy b³ÍdÛw BER. W†celu

wykonania pomiaru generator wykorzys-

tuje standardowe sekwencje pseudoloso-

we: PN9, PN11, PN15, PN20 i†PN23.

W†przypadku analizatorÛw widma

PSA kluczowym czynnikiem umoøli-

wiaj¹cym ich zastosowanie w†analizie

sygna³Ûw 2G/3G sta³a siÍ daleko posu-

niÍta cyfryzacja ich budowy. Z†uwagi

na w†pe³ni cyfrow¹ realizacjÍ ca³ego to-

ru poúredniej czÍstotliwoúci w†PSA bÍ-

d¹cym z†nazwy analizatorem widma,

dostÍpne sta³y siÍ funkcje tradycyjnie

zarezerwowane dla wektorowych anali-

zatorÛw sygna³Ûw VSA. W†szczegÛlnoú-

ci bez obrÛbki cyfrowej niemoøliwe by-

³oby zrealizowanie funkcji odzyskiwa-

nia przebiegu zegara niezbÍdnego do

synchronizacji i†demodulacji analizowa-

nych sygna³Ûw 2G/3G.

w†torze IF pozwoli³a wyeliminowaÊ

wiele przyczyn powstawania b³ÍdÛw

amplitudowych, wprowadziÊ nowe al-

gorytmy korekcyjne oraz uzyskaÊ pra-

wie idealn¹ logarytmiczn¹ charakterys-

tykÍ wzmocnienia. Wyj¹tkowa dok³ad-

Rys. 4. Pomiar sygnału 2−tonowego

w trybie FFT. Czas przemiatania

wynosi zaledwie 34ms

Elektronika Praktyczna 7/2002

S P R Z Ę T

Tab. 3. Wybrane parametry analizatora E4443A serii PSA

Parametr

Wartość

Zakres częstotliwości

6,7 GHz (w serii dostępne są również modele na pasma: 13,2 GHz,

26,5 GHz, w tym roku także 43,5 GHz i 50 GHz)

Czas przemiatania

span 10Hz 1ms...2000 s

span=0Hz 1 µ s÷6000s

Częstotliwość powtarzania cyklu > 50 pomiarów/s

pomiarowego przy pracy lokalnej

Częstotliwość powtarzania cyklu > 22 pomiarów/s

pomiar/przesłanie danych przy

pracy zdalnej

Szerokości pasma filtru RBW 1Hz do 3 MHz co 10% oraz 4, 5, 6 i 8 MHz − łącznie

160 wartości RBW

Rys. 5. Charakterystyka gęstości

szumu fazowego heterodyny anali−

zatora PSA

Bezwzględna dokładność

specyfikowana <±0,27 dB

amplitudowa

typowa <±0,11 dB

Błąd amplitudowy w funkcji

noúÊ i†rozdzielczoúÊ pomiarÛw amplitu-

dowych PSA pozwala w†wielu zastoso-

waniach wyeliminowaÊ dodatkowy

miernik mocy. Uzasadnione sta³o siÍ

udostÍpnienie moøliwoúci ustawiania

poziomu odniesienia co 0,01†dB i†skali

pionowej 0,1†dB/dzia³kÍ oraz 3-cyfrowy

odczyt poziomu markera. PSA cechuje

siÍ rÛwnieø bardzo dobr¹ dynamik¹

TOI=+17dBm, DANL=-169dBm. Chociaø

zakres dynamiki analizatora widma

moøna definiowaÊ w rÛøny sposÛb,

w†pomiarach 2G/3G miarodajna jest

wartoúÊ moøliwej do uzyskania dynami-

ki w†pomiarze ACP (Adjacent Channel

Power) dla sygna³u W-CDMA. Typowy

wynik dla PSA to 73†dB.

DziÍki zastosowaniu cyfrowych filt-

rÛw w†torze IF oraz FFT z†moøliwoúci¹

automatycznego lub rÍcznego wyboru

parametrÛw znacznie uleg³ skrÛceniu

czas analizy w†pomiarach wymagaj¹-

cych w¹skich filtrÛw RBW. Na rys. 4

pokazano przyk³ad analizy widma prze-

biegu dwutonowego z†zastosowaniem

w¹skich filtrÛw RBW=VBW=100†Hz,

w†oknie 20†kHz wykonywanej w†trybie

FFT. Czas analizy wynosi 34ms, pod-

czas gdy w†klasycznym analizatorze bez

FFT wymaga³oby to aø 4†s.

specyfikowany <±0,38 dB

częstotliwości, 3Hz÷3 GHz

typowy <±0,1 dB

Dokładność pomiaru mocy

dla stacji abonenckiej ±0,12 dB

w kanale sąsiednim (ACPR)

dla stacji bazowej ±0,20 dB

dla sygnału W−CDMA (UMTS)

Dynamika pomiaru mocy

bez korekcji szumów −75 dB

w kanale sąsiednim (ACPR)

z korekcją szumów −78 dB

dla sygnału W−CDMA (UMTS)

Gęstość mocy szumu fazowego 10kHz nominalnie −114 dBc/Hz, typowo −117 dBc/Hz

dla wybranych odstrojeń od nośnej 1 MHz nominalnie −144 dBc/Hz, typowo −148 dBc/Hz

10 MHz nominalnie −148 dBc/Hz, typowo −157 dBc/Hz

Najniższy zobrazowany poziom 10 MHz÷3 GHz nominalnie −153 dBm, typowo −154 dBm

szumów DANL powyżej 3 GHz nominalnie −143 dBm, typowo −145 dBm

10 MHz÷3 GHz z przedwzmacniaczem −166 dBm

Współczynnik kompresji 1 dB 200 MHz÷3.0 GHz nominalnie +3 dBm, typowo +7 dBm

Poziom charakterystyczny sygnału nominalnie +17 dBm, typowo +19 dBm

wejściowego dla zniekształceń

intermodulacyjnych 3−go rzędu

Interfejsy

10BaseT LAN, GPIB/RS−232

PSA jest pierwszym analizatorem

widma, w†ktÛrym zastosowano oscyla-

tor lokalny LO o†prze³¹czanej charak-

terystyce szumowej. W†zaleønoúci od

wybranej szerokoúci okna czÍstotliwoú-

ciowego, analizator wybiera odpowied-

ni typ optymalizacji szumu fazowego

heterodyny tak, by otrzymaÊ jego

mniejsz¹ wartoúÊ w†odstÍpie poniøej

lub powyøej 50kHz od noúnej ( rys. 5 ).

Naleøy mieÊ na uwadze, øe pokaza-

na funkcjonalnoúÊ pomiarowa nowych

przyrz¹dÛw, to ³¹czny efekt nowoczes-

nej platformy sprzÍtowej i†zaawanso-

wanego oprogramowania. W†przypadku

zmiany standardu i†formatu analizowa-

nych sygna³Ûw, hardware pozostaje ten

sam, wystarczy tylko zmieniÊ oprogra-

mowanie. Fakt ten sprawia, øe poten-

cjalny nabywca analizatora PSA ma

duøy komfort i†pewnoúÊ, øe pomimo

nieustaj¹cego wyúcigu producentÛw

wprowadzaj¹cych coraz to nowe, udos-

konalone technologie, nieprÍdko odsta-

wi ten przyrz¹d do lamusa.

Dodatkowe informacje

Artyku³ powsta³ na bazie materia³ów firmy

Agilent, które s¹ dostêpne w Internecie pod adre-

sem www.agilent.com, publikujemy je tak¿e na

p³ycie CD-EP7/2002B.

Informacje: AM Technologies Polska Sp. z o.o.,

tel.: (22) 608-14-40, fax: (22) 608-14-44,

info@am-tech.pl.

Elektronika Praktyczna 7/2002

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: