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          R&S公司的數(shù)字微波傳輸設(shè)備IDU測(cè)量解決方案

          作者: 時(shí)間:2012-03-23 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          1 引言

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/194251.htm

          微波通信技術(shù)問(wèn)世已半個(gè)多世紀(jì),它是在微波頻段通過(guò)地面視距進(jìn)行信息傳播的一種無(wú)線通信手段。最初的微波通信系統(tǒng)都是模擬制式的,與當(dāng)時(shí)的同軸電纜載波傳輸系統(tǒng)同為通信網(wǎng)長(zhǎng)途傳輸干線的重要傳輸手段。20世紀(jì)70年代起研制出了中小容量(8Mbit/s,34Mbit/s)的通信系統(tǒng),這是通信技術(shù)由模擬向數(shù)字發(fā)展的必然結(jié)果。20世紀(jì)80年代后期,隨著同步數(shù)字系列(SDH)在傳輸系統(tǒng)中的推廣應(yīng)用,出現(xiàn)了N×155Mbit/s的SDH大容量通信系統(tǒng)?,F(xiàn)在,通信和光纖、衛(wèi)星一起被稱(chēng)為現(xiàn)代通信傳輸?shù)娜笾е?。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,數(shù)字微波技術(shù)在固定寬帶接入領(lǐng)域也越來(lái)越引起人們的重視。

          羅德與施瓦茨公司是歐洲最大的電子儀器生產(chǎn)廠商,一直活躍在測(cè)試與、信息及通信技術(shù)領(lǐng)域中。作為全球領(lǐng)先的測(cè)試與設(shè)備廠商,RS公司時(shí)刻關(guān)注著數(shù)字微波通信的發(fā)展,目前可提供系統(tǒng)的從信號(hào)產(chǎn)生到信號(hào)分析的全套解決方案,即信號(hào)源、頻譜儀、矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀及功率計(jì)。信號(hào)源能夠產(chǎn)生配置靈活的任意矢量調(diào)制信號(hào),頻譜儀可對(duì)任意矢量調(diào)制信號(hào)進(jìn)行調(diào)制域、頻域、時(shí)域測(cè)量分析,矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀可對(duì)和ODU進(jìn)行端口駐波測(cè)試等,功率計(jì)可對(duì)和ODU的輸出功率進(jìn)行測(cè)試。

          2 數(shù)字微波室內(nèi)單元IDU測(cè)試儀器介紹

          RS提供了一系列的儀器以滿(mǎn)足不同的IDU測(cè)試需求,本文中提到的測(cè)試儀器,包括信號(hào)產(chǎn)生方案和信號(hào)分析方案(見(jiàn)表1和表2)。

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          3 數(shù)字微波傳輸室內(nèi)單元IDU測(cè)試解決方案

          產(chǎn)品研發(fā)到生產(chǎn)的過(guò)程中,測(cè)試也可不同。在產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程中,器件和模塊都需要進(jìn)行測(cè)試,主要側(cè)重產(chǎn)品的性能好壞及擴(kuò)展功能測(cè)試;在產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中,主要側(cè)重速度及穩(wěn)定性。相對(duì)于這些不同的測(cè)試階段,RS均提供了相應(yīng)的測(cè)試解決方案。

          (1)RS提供了SMU200A+FSQ/FSG+ZVB+NRP的研發(fā)測(cè)試解決方案

          SMU200A可內(nèi)置兩路獨(dú)立的信號(hào)源,其中一路用于產(chǎn)生有用信號(hào),另外一路則可以產(chǎn)生規(guī)范定義的各種干擾信號(hào)。SMU200A可產(chǎn)生規(guī)范要求的衰落模擬和AWGN,這樣一臺(tái)SMU200A就能滿(mǎn)足規(guī)范對(duì)信號(hào)源的要求。頻譜儀FSQ具備同類(lèi)產(chǎn)品中最佳的動(dòng)態(tài)范圍,對(duì)雜散測(cè)試和ACLR測(cè)試是非常重要的。而FSQ的矢量信號(hào)分析模式則可對(duì)信號(hào)進(jìn)行IQ域的分析,便于研發(fā)階段定位和故障分析。SMU200A+FSQ是業(yè)界所能提供的最緊湊、最強(qiáng)勁的研發(fā)測(cè)試解決方案。

          (2)RS提供了SMBV100A+FSV/FSL+ZVL+NRP的IDU生產(chǎn)解決方案

          生產(chǎn)解決方案是綜合考慮了系統(tǒng)測(cè)試項(xiàng)目、測(cè)試速度、可靠性、數(shù)據(jù)一致性和成本節(jié)約的解決方案,即SMBV100A+FSV/FSL+ZVL+NRP,適合室內(nèi)單元IDU,室外單元ODU及天線等一系列網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在內(nèi)的測(cè)試需求。幫助客戶(hù)迅速地建立滿(mǎn)足要求的生產(chǎn)線。

          針對(duì)數(shù)字微波室內(nèi)單元IDU主要采用透明傳輸方式,RS提供標(biāo)配功能的任意矢量調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生和信號(hào)分析的K70選件,下面簡(jiǎn)單介紹此功能。

          ●任意矢量調(diào)制信號(hào)的產(chǎn)生(見(jiàn)圖1)

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          圖1 Custom Digital Modulation Setting

          在SMx內(nèi)部可產(chǎn)生任意矢量調(diào)制信號(hào),目前可支持調(diào)制類(lèi)型參見(jiàn)表3。

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          從這些配置來(lái)看,SMx所能支持的調(diào)制方式已高達(dá)1024QAM,基本可以滿(mǎn)足所有使用透明傳輸?shù)挠脩?hù);另外,SMx還可以支持I和Q數(shù)據(jù)偏移設(shè)置,進(jìn)行IQ損傷模擬。例如,可以設(shè)定IQ相位偏移和IQ正交偏移等,方便用戶(hù)進(jìn)行基帶研發(fā)。

          ●WinIQSIM軟件

          WinIQSIM是RS公司開(kāi)發(fā)的運(yùn)行在PC機(jī)上的模擬軟件,它可以通過(guò)GPIB卡對(duì)信號(hào)源產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行靈活配置,支持GSM,IS-95,cdma2000,WCDMA,TD-SCDMA,WLAN802.11等各種數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)信號(hào),同時(shí)也支持任意矢量調(diào)制信號(hào)的配置。

          WinIQSIM軟件中目前可以用戶(hù)自定義測(cè)試模式,修改任意配置,包括符號(hào)速率、編碼方式、濾波器選型及成型系數(shù)等。

          ●任意矢量調(diào)制信號(hào)的分析FS-K70

          RS 矢量分析儀FSQ/FSG/FSV/FSU等都具有任意矢量信號(hào)分析功能,以FSQ為例,F(xiàn)SQ具有標(biāo)準(zhǔn)28MHz 解調(diào)帶寬,經(jīng)擴(kuò)展后可寬達(dá)120MHz,IQ 采樣點(diǎn)存儲(chǔ)深度高達(dá)705M,分析過(guò)程采用數(shù)字信號(hào)處理器硬件直接完成。其FS-K70及擴(kuò)展解調(diào)帶寬功能原理框圖參見(jiàn)圖2。

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          圖2 FSQ-K70選件原理框圖

          選件FSQ-K70 可以對(duì)各類(lèi)數(shù)字調(diào)制信號(hào)進(jìn)行分析,如MSK,PSK,QAM等調(diào)制方式,獲得分析結(jié)果。例如,EVM,頻率誤差,相位誤差,IQ不理想性,眼圖等,具體參見(jiàn)圖3。測(cè)試結(jié)果參見(jiàn)圖4。

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          圖3 FS-K70測(cè)量顯示窗口

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          圖4 FS-K70測(cè)量結(jié)果顯示

          4 系統(tǒng)性能測(cè)試

          在實(shí)際環(huán)境中,數(shù)字微波傳輸收發(fā)信機(jī)受到無(wú)線傳播信道非常大的影響。在很長(zhǎng)一段時(shí)間里,對(duì)于數(shù)字微波在實(shí)際環(huán)境中的性能測(cè)試大多是到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)試,這種做法的缺點(diǎn)就是成本太高,例如幾個(gè)相隔很遠(yuǎn)的站點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試,需要搭建設(shè)備、微波天線等設(shè)備設(shè)施及人員,耗時(shí)、耗力,而且測(cè)試過(guò)程中會(huì)存在較多的未知和不可控的誤差因素(見(jiàn)圖5)。

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          圖5 數(shù)字微波傳輸無(wú)線信道模型

          RS的雙通道信號(hào)源SMU200A由于可以模擬多徑衰落及高斯白噪聲的影響,因此可以解決數(shù)字微波IDU在實(shí)際環(huán)境應(yīng)用中可能會(huì)出現(xiàn)的因素,例如衰落、多普勒效應(yīng)、時(shí)延、損耗等。換句話(huà)說(shuō),需要采用無(wú)線信道模擬器來(lái)實(shí)現(xiàn)以上各類(lèi)效應(yīng)來(lái)進(jìn)行測(cè)試,測(cè)試裝置及框圖參見(jiàn)圖6。

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          圖6 SMU200A和FSQ形成的方案

          對(duì)于該測(cè)試,RS 推薦的測(cè)試方案為采用SMU200A+FSQ 實(shí)現(xiàn)的射頻衰落模擬器:

          ●SMU200A :矢量信號(hào)源 (SMU-B14 :衰落模擬器;SMU-B17 :基帶輸入)。

          ●FSQ :信號(hào)分析儀 (FSQ-B17 :數(shù)字基帶接口)。

          在此方案中,RS測(cè)試平臺(tái)不僅可以完成衰落模擬的試驗(yàn),同時(shí)也可以進(jìn)行高斯白噪聲AWGN的模擬,簡(jiǎn)化數(shù)字微波IDU的C/N和BER測(cè)試,具體參見(jiàn)圖7。

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          圖7 SMU200A進(jìn)行BER~C/N測(cè)試方框圖

          5 數(shù)字基帶測(cè)試

          在研發(fā)階段,為了保證各級(jí)電路的功能和性能符合設(shè)計(jì)要求,分級(jí)測(cè)試是必要的。數(shù)字電路是數(shù)字微波室內(nèi)單元信號(hào)處理的核心部分之一,數(shù)字微波的配置、編程、組網(wǎng)以及通信能力很大程度上取決于數(shù)字部分。因此,對(duì)數(shù)字電路部分進(jìn)行測(cè)試是必不可少的。

          作為歐洲最大的無(wú)線電測(cè)試、測(cè)量?jī)x器制造商,羅德與施瓦茨公司對(duì)各種不同通信標(biāo)準(zhǔn)基站的射頻測(cè)試都擁有豐富的實(shí)際經(jīng)驗(yàn),羅德與施瓦茨公司全系列的高性能儀表在基站、終端研發(fā)和生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用。目前,RS推出的EX-IQ-Box設(shè)備可以提供靈活的數(shù)字接口輸入和輸出功能,能方便連接到RS的信號(hào)源和信號(hào)分析儀上,可進(jìn)行接收機(jī)測(cè)量、發(fā)射機(jī)測(cè)量、信號(hào)源仿真及射頻前端模擬等功能。

          通常,對(duì)發(fā)射部分?jǐn)?shù)字電路測(cè)試時(shí),會(huì)直接對(duì)電路輸出數(shù)字IQ 信號(hào)進(jìn)行測(cè)試,分析其調(diào)制質(zhì)量,如EVM;對(duì)接收部分?jǐn)?shù)字電路測(cè)試時(shí),會(huì)直接對(duì)其輸入數(shù)字IQ信號(hào)進(jìn)行接收性能測(cè)試,也可以在源部分加入噪聲與衰落效應(yīng),進(jìn)一步進(jìn)行測(cè)試(見(jiàn)圖8)。

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          圖8 數(shù)字基帶測(cè)試平臺(tái)

          根據(jù)以上要求,RS 推薦的測(cè)試方案為:

          ●SMU200A:矢量信號(hào)源。

          ●FSQ:矢量信號(hào)分析儀。

          ●EX-IQ-Box:數(shù)字IQ 信號(hào)格式轉(zhuǎn)換器。

          矢量信號(hào)源SMU200A 和矢量信號(hào)分析儀FSQ 具備強(qiáng)大的信號(hào)產(chǎn)生和分析能力,是恰當(dāng)?shù)陌l(fā)射和分析性能測(cè)試工具。此外,對(duì)于數(shù)字電路部分的測(cè)試,SMU200A 和FSQ 均提供了數(shù)字IQ 的輸入/輸出接口,該接口為T(mén)RV290(RS 內(nèi)部數(shù)字接口格式),為了與外部被測(cè)設(shè)備的數(shù)字接口匹配,RS 提供了EX-IQ-Box,該轉(zhuǎn)換器可TVR290 接口格式轉(zhuǎn)換為通用的數(shù)字信號(hào)接口格式,反之亦然。

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