Standartların evrimi, daha yüksek frekansları, daha geniş bant genişliklerini ve yeni fiziksel katman işlevselliğini desteklemek için yüksek frekanslı sinyal analizörlerinin yardımıyla sinyal analizi (spektrum analizi) test çözümleri gerektirir. Başarılı ve doğru sinyal analizi (spektrum analizi) testi için, standartları ve testleri nasıl etkilediklerini anlamak, 5G NR tasarımı ve inovasyonu için sonraki adımları planlarken çok önemlidir.
Bu blog serisinin ilk bölümünde, sinyal analizi (spektrum analizi) iletim gücü testlerini ve gereksinimlerini 5G NR baz istasyonu verici test gereksinimlerine göre tartıştık. Bu blogda, 5G NR baz istasyonlarındaki iletim sinyali kalitesini, 3GPP standartlarına göre sinyal analizi (spektrum analizi) perspektifinden tartışacağız.
İletim Sinyali Kalitesi
İletim sinyali kalitesi, iletilen sinyalin kalitesini göstermek için önemli bir sinyal analizi (spektrum analizi) metriğidir. Sinyal kalitesi, sinyal analizörleri (spektrum analizörleri) kullanılarak yapılan temel üç adet ölçüm içerir: frekans hatası, hata vektör büyüklüğü (EVM) olarak bilinen modülasyon kalitesi ve çoklu giriş, çoklu çıkış (MIMO) veya taşıyıcı toplama durumları için zamanlama hizalama hatası (TAE).
Frekans Hata Ölçümleri
RF spektrum analizörü kullanılarak frekans hatası ölçümü, bir baz istasyonunun gerçek frekansının atanan frekanstan ne kadar uzakta olduğunu belirler. Bu testin amacı, frekans hatasının standartta belirtilen gereklilikler dahilinde olmasını sağlamaktır. Modülasyon kalitesi, ölçülen bir taşıyıcı sinyal ile ideal bir sinyal arasındaki farktır. Yüksek frekanslı ve geniş bant genişlikli sinyal analizi (spektrum analizi) uygulamalarıyla çalışırken, bu uygulamaların ortaya çıkardığı test zorluklarını karşılayabilecek bir yüksek frekanslı spektrum analizörüne ihtiyacınız vardır.
Hata Vektör Büyüklüğü Ölçümleri
Bir RF spektrum analizörü kullanılarak yapılan hata vektörü büyüklüğü ölçümü, eşitleme (equalization) yapıldıktan sonra ideal ve ölçülen semboller arasındaki farktır (Şekil 1) ve bir sinyal analizörü (spektrum analizörü) tarafından ölçülebilir. Uygunluk testi gereksinimlerine göre, sinyal analizi (spektrum analizi) için gereken hata vektörü büyüklüğü, tahsis edilen tüm alt taşıyıcılar ve tüm ortogonal frekans bölmeli çoklama (OFDM) sembolleri üzerinden ortalama alınan kök ortalama kare (RMS) sonucudur. Bu testin amacı, modülasyon kalitesinin sinyal analizi (spektrum analizi) için minimum gereksinimler dahilinde olduğunu doğrulamaktır. Yüksek frekanslı spektrum analizörü, yüksek frekanslar ve geniş bant genişliği uygulamalarıyla uğraşıyorsanız, spesifik sinyal analizi (spektrum analizi) test zorluklarının üstesinden gelmenize yardımcı olabilir.
Şekil 1. Sinyal analizi (spektrum analizi) modülasyon kalite ölçümleri için hata vektör büyüklüğü
Şekil 2, UXA sinyal analizörünün (spektrum analizörü) modülasyon analiz modunun frekans hatasını ve hata vektörü büyüklüğünü nasıl ölçtüğünü göstermektedir. Senkronizasyon ve sinyal demodülasyonunu takiben, çeşitli sinyal analizi (spektrum analizi) ölçüm sonuçları, daha iyi görselleştirme için sayısal tablolar veya grafikler olarak görüntülenir. Şekil 2, karmaşık ve zaman alıcı bir sinyal analizörü (spektrum analizörü) kurulumu yerine 256QAM modülasyonu için TM 3.1a'nın kullanılmasına bir örnek göstermektedir. Keysight'ın UXA sinyal analizörleri (spektrum analizörleri) ve PathWave X Serisi ölçüm uygulamalarındaki hızlı ön ayar, sinyal analizi (spektrum analizi) test verimliliğinizi önemli ölçüde artırmak için tüm demodülasyon ayarlarını otomatik olarak yapılandırmanıza olanak tanır.
Şekil 2. Bir sinyal analizörü (spektrum analizörü) kullanılarak gerçekleştirilen frekans hatası ve hata vektörü büyüklüğü ölçümüne bir örnek
TAE Ölçümleri
Bir RF spektrum analizörü kullanılarak TAE, DMRS portları arasındaki zaman aralığı olarak ölçülebilir ve belirli bir seviyeden daha küçük olmalıdır. Bu sinyal analizi (spektrum analizi) gereksinimi, MIMO iletimi, taşıyıcı birleştirme (Carrier Aggregation) ve ilgili kombinasyonlardaki paket zamanlaması için geçerlidir. Sonuç olarak herhangi iki farklı NR sinyali arasındaki en büyük zamanlama farkını temsil eder. Sinyal analizi (spektrum analizi) testi sırasında, TAE'nin standartlar tarafından belirtilen minimum gereklilikler dahilinde olduğu doğrulanır. Şekil 3, farklı RF kanallarından 0 ve 1 DMRS bağlantı noktalarının kombinasyonunun bir arada olduğu bir MIMO yapılandırması için yürütülen TAE ölçüm sonucunu göstermektedir. Bu örnek, birden çok giriş sinyalini tek bir alıcı antene yansıtır. Birleştirilmiş iki katmanlı sinyal, yalnızca bir alıcı antenle demodüle olmaz, çünkü bazı grafikler herhangi bir veri içermez. 5G NR X-Serisi sinyal analizörü (spektrum analizörü) ölçüm uygulamaları için, iki katmanlı TM1.1'in seçilmesi, birleşik sinyaldeki her DMRS portuna senkronizasyon yapılmasını ve aralarındaki zamanlama hatasının ölçülmesini sağlar. Bu örnekte, tek giriş kanalı olan 1, 0 ve 1 numaralı DMRS bağlantı noktalarının her ikisinin de belirli bir güç düzeyinde olduğunu algılar. Bağlantı noktası 0'ı referans olarak kullanıp, bağlantı noktası 1'den bağlantı noktası 0'a zamanlama hatası yaklaşık 24 ns olarak ölçülmüştür. TAE'yi ölçmenin yanı sıra, bu sinyal analizi (spektrum analizi) farklı DMRS portları arasındaki faz boşluğunu ve güç boşluğunu da ölçebilir. Daha yüksek frekanslı ve daha geniş bant genişliği uygulamalarında doğru sinyal analizi (spektrum analizi) sonuçları elde etmek için, güvenilir bir yüksek frekanslı spektrum analizörü paha biçilmez bir yardımcı olacaktır.
Şekil 3. Bir sinyal analizörü (spektrum analizörü) kullanılarak gerçekleştirilen TAE ölçümüne bir örnek
Bir sonraki blog yazımızda, baz istasyonu verici sinyal analizi (spektrum analizi) ile ilgili olarak istenmeyen emisyonların kaynaklarını ve türlerini inceleyeceğiz.