Bezdrátové komunikační systémy. Měření v bezdrátových komunikačních systémech A7B37BKS, Y37BKS. Verze května 2012

Podobné dokumenty
Komunikace a měření. Měření na vysílačích a přijímačích A2B37KMM/AD2B37KMM. Verze května 2016

Otázka 22(42) Přístroje pro měření signálů, metody pro měření v časové a frekvenční doméně. Přístroje

DSY-4. Analogové a číslicové modulace. Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti

ochranným obvodem, který chrání útlumové články před vnějším náhodným přetížením.

Výkon komunik. systémů

Modulační parametry. Obr.1

2. GENERÁTORY MĚŘICÍCH SIGNÁLŮ II

VY_32_INOVACE_ENI_2.MA_05_Modulace a Modulátory

íta ové sít baseband narrowband broadband

A/D převodníky - parametry

Hlavní parametry rádiových přijímačů

Základy a aplikace digitálních. Katedra radioelektroniky (13137), blok B2, místnost 722

Analogové modulace. Podpora kvality výuky informačních a telekomunikačních technologií ITTEL CZ.2.17/3.1.00/36206

Druhy sdělovacích kabelů: kroucené metalické páry, koaxiální, světlovodné

Digitální modulace. Podpora kvality výuky informačních a telekomunikačních technologií ITTEL CZ.2.17/3.1.00/36206

ZÁKLADY DATOVÝCH KOMUNIKACÍ

Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol

1. Základy teorie přenosu informací

ZÁKLADY DATOVÝCH KOMUNIKACÍ

Konference RADIOKOMUNIKACE Pardubice EMC LTE DVB-T. zkušenosti z měření (šetření rušení) Tomáš Vik Český telekomunikační úřad

Rádiový komunikační systém základní atributy

9. PRINCIPY VÍCENÁSOBNÉHO VYUŽITÍ PŘENOSOVÝCH CEST

Mini RF laboratoř. Nabídkový list služeb. Kontakt: Ing. Tomáš Kavalír, Ph.D. Tel:

Měřicí technika pro automobilový průmysl

Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol

VY_32_INOVACE_E 15 03

TESTY K ODBORNÉ PŘIJÍMACÍ ZKOUŠCE MN - KIS

Měření eurobalíz ETCS aneb využití MATLABu pro automatizaci měření

Úvod do zpracování signálů

Rozprostřené spektrum. Multiplex a mnohonásobný přístup

cca 3dB DVB-T přijímač Testovací vysílač cca 3dB Obr. 1: Blokové schéma

Oscilátory. Oscilátory s pevným kmitočtem Oscilátory s proměnným kmitočtem (laditelné)

Modulační metody, datové měniče telefonní modemy

Rádiové rozhraní GSM fáze 1

Signál v čase a jeho spektrum

Osnova. Idea ASK/FSK/PSK ASK Amplitudové... Strana 1 z 16. Celá obrazovka. Konec Základy radiotechniky

Základní komunikační řetězec

ZDROJE MĚŘÍCÍHO SIGNÁLU MĚŘÍCÍ GENERÁTORY

3.cvičen. ení. Ing. Bc. Ivan Pravda

4. MĚŘENÍ NA SMĚŠOVAČI A MEZIFREKVENČNÍM FILTRU

4.2. Modulátory a směšovače

Vektorové obvodové analyzátory

Úloha D - Signál a šum v RFID

Měření nelineárních parametrů

Ladislav Arvai Obchodní manažer Tel.: Boonton

ednáška a telefonní modemy Ing. Bc. Ivan Pravda

Direct Digital Synthesis (DDS)

TDA7000. Cílem tohoto experimentu je zkonstruovat FM přijímač s integrovaným obvodem TDA7000 a

PSK1-5. Frekvenční modulace. Úvod. Vyšší odborná škola a Střední průmyslová škola, Božetěchova 3 Ing. Marek Nožka. Název školy: Vzdělávací oblast:

Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol

PB169 Operační systémy a sítě

PRACOVNÍ NÁVRH VYHLÁŠKA. ze dne o způsobu stanovení pokrytí signálem televizního vysílání

Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol

9 khz až 3 GHz s rozlišovacím filtrem 10 Hz až 10 MHz v širokém dynamickém rozsahu.

Měření na výkonovém zesilovači 1kW/144MHz by OK1GTH

Kalibrace: Nominální teplota pro kalibraci v laboratoři: (23 ± 2) C Nominální teplota pro kalibraci mimo laboratoř: (23 ± 5) C

5. MĚŘENÍ NA VYSÍLAČI DIGITÁLNÍ TELEVIZE

transmitter Tx - vysílač receiver Rx přijímač (superheterodyn) duplexer umožní použití jedné antény pro Tx i Rx

Modulace analogových a číslicových signálů

DIPLOMOVÁ PRÁCE Lock-in zesilovač 500 khz 10 MHz


Modulace 2. Obrázek 1: Model klíčování amplitudovým posuvem v programu MATLAB

Elektrické parametry spojů v číslicových zařízeních

Jak porozumět pojmům a číslům v radioreléových spojích

Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol

Měřená veličina. Rušení vyzařováním: magnetická složka (9kHz 150kHz), magnetická a elektrická složka (150kHz 30MHz) Rušivé elektromagnetické pole

Měření vlastností datového kanálu

5. MĚŘENÍ ZÁKLADNÍCH PARAMETRŮ RÁDIOVÉHO PŘIJÍMAČE

Experiment s FM přijímačem TDA7000

Rozsah měřené veličiny

11. Logické analyzátory. 12. Metodika měření s logickým analyzátorem

Spektrální analyzátor R&S FSL

ELEKTRONIKA. Maturitní témata 2018/ L/01 POČÍTAČOVÉ A ZABEZPEČOVACÍ SYSTÉMY

Přenosová technika 1

Počítačové sítě. Lekce 5: Základy datových komunikací

18A - PRINCIPY ČÍSLICOVÝCH MĚŘICÍCH PŘÍSTROJŮ Voltmetry, A/D převodníky - principy, vlastnosti, Kmitoměry, čítače, fázoměry, Q- metry

Laboratorní úloha 7 Fázový závěs

Z P R Á V A. o výsledcích měření nežádoucího vyzařování vysílacího rádiového zařízení Ubiquti Power Bridge M10 EU

Test RF generátoru 0,5-470MHz

Amplitudová a frekvenční modulace

Snímání biologických signálů. A6M31LET Lékařská technika Zdeněk Horčík Katedra teorie obvodů

Radioklub OK2KOJ při VUT v Brně: Kurz operátorů 1 ANTÉNY A NAPÁJEČE. Kurz operátorů Radioklub OK2KOJ při VUT v Brně 2016/2017

SATELITNÍ PŘIJÍMAČ MASCOM MC Návod k obsluze

Výkon Udává se ve Wattech nebo dbm (poměr vůči miliwattu v decibelech) Itermodulační zkreslení (IMD) Jak moc rušíme v blízkém okolí našeho vysílání

Rádiové funkční bloky X37RFB Krystalové filtry

3. ZÁKLADNÍ PARAMETRY RÁDIOVÉHO PŘIJÍMAČE

Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol

Základy rádiové digitální komunikace. Doc. Dr. Ing. Pavel Kovář Katedra radioelektroniky K13137

GRAFICKÉ ROZHRANÍ V MATLABU PRO ŘÍZENÍ DIGITÁLNÍHO DETEKTORU PROSTŘEDNICTVÍM RS232 LINKY

FVZ K13138-TACR-V004-G-TRIGGER_BOX

25. DIGITÁLNÍ TELEVIZNÍ SIGNÁL A KABELOVÁ TELEVIZE

9. Číslicové osciloskopy. 10. Metodika práce s osciloskopem

MĚŘENÍ ÚHLOVÝCH KMITŮ ZA ROTACE

Postup při šetření rušení rádiového příjmu provozem vysílacích rádiových zařízení širokopásmových mobilních radiokomunikačních sítí

Číslicové multimetry. základním blokem je stejnosměrný číslicový voltmetr

Předmět A3B31TES/Př. 13

Pulzní (diskrétní) modulace

Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol

Vlastnosti a modelování aditivního

PCM30U-ROK 2 048/256 kbit/s rozhlasový kodek stručný přehled

Transkript:

A7B37BKS, Y37BKS Bezdrátové komunikační systémy Měření v bezdrátových komunikačních systémech Verze 1.5 4. května 2012 Ing. Štěpán Matějka, Ph.D. matejka@feld.cvut.cz Katedra radioelektroniky K13137 Fakulta elektrotechnická ČVUT Praha Technická 2 166 27 Praha 6 http://radio.feld.cvut.cz Tato prezentace slouží pouze jako studijní pomůcka pro studenty předmětu Y37BKS. Žádné jiné využití (jakékoliv kopírování, zveřejňování apod.) není povoleno bez přímého projednání s autorem.

Osnova Úvod Klasifikace měření Signálový prostor Měření výkonu Měření ve spektrální doméně Měření v modulační doméně Měření v kódové doméně Měření chybovosti Měření parametrů přijímačů Matějka, Š.: Měření v bezdrátových komunikačních systémech Strana 2 z 45

Klasifikace měření A. Klasifikace podle objektu měření Měření elektrických signálů parametry signálu napětí, proud, výkon, elmag. pole, frekvence, PSD, Měření elektrických parametrů a charakteristik obvodů impedance, zisk/útlum, frekvence, činitel odrazu, PSV, s-parametry, Měření funkčních celků parametry přijímače, vysílače, komunikačního řetězce B. Klasifikace podle oblasti měření Měření v časové doméně (veličina je funkcí času) Měření ve frekvenční doméně (veličina je funkcí frekvence) Měření v modulační doméně (měříme modulační parametry) Měření ve statistické doméně (zkoumáme statistické vlastnosti veličin) C. Klasifikace podle charakteru měření Metrologie (etalony a kalibrace přístrojů přesnost) Laboratorní měření (vývoj, výzkum rozmanitost) Kontrolní měření (výroba, servis jednoúčelovost) Matějka, Š.: Měření v bezdrátových komunikačních systémech Strana 3 z 45

Klasifikace měření A1. Klasifikace podle objektu měření elektrické signály Skalární parametry (1D) stejnosměrný signál U, I, P harmonický/periodický signál amplituda, U pk, U ef, P, f, T harmonický modulovaný signál,p okamžitý, špičkový, 2D parametry (proměnná definuje doménu) časová doména u(t), i(t), p(t) frekvenční doména u(f), i(f), p(f), PSD(f) modulační doména analogové modulace m, f,,, digitální modulace I, Q, A,, MER, EVM, diagramy, statistická doména PDF, CDF, CCDF, 3D parametry (multidoménové) PSD(t,f), h(t, ), Matějka, Š.: Měření v bezdrátových komunikačních systémech Strana 4 z 45

Klasifikace měření A2. Klasifikace podle objektu měření parametry obvodů LTI obvody 2-póly Z, Y 2-brany y, z, h, s-parametry obecně LTI M-póly, N-brany y, z, h, s-parametry LTI obvody na mezi linearity kvazilineární obvody 1-tónové buzení zkreslení, bod komprese 2-tónové buzení intermodulační produkty, bod zahrazení multitónové buzení ACPR, ACLR, Ostatní obvody (nelineární nebo časově variantní) speciální teorie časově variantních lin./nelin. obvodů nebo přechod na LTI za určité podmínky Matějka, Š.: Měření v bezdrátových komunikačních systémech Strana 5 z 45

Klasifikace měření A3. Klasifikace podle objektu měření parametry funkčních celků audio komprese, subjektivní kvalita zvuku, video komprese, subjektivní kvalita obrazu, data ochrana, kódování (BER, SER, PER, ) Tx, Rx spektrum, P out, nelinearita, citlivost, blokování, šumové číslo/teplota, kanál útlum, úniky (rychlý, pomalý), šum, statistické parametry kanálu, Modulace Demodulace Data (informace) Vysílač Přenosový kanál Přijímač Obnovená data (informace) Nosný signál Modulovaný nosný signál Matějka, Š.: Měření v bezdrátových komunikačních systémech Strana 6 z 45

Komunikační systém Blokové schéma digitálního komunikačního systému měření Buzení 0 1 1 0 Kodér I Q I/Q filtr I/Q Mod. I Q MF filtr f MF f LO Odezva Buzení Filtr Pásm. filtr LNA AGC f LO MF filtr 0 90 Filtr I Q Dekodér 0 1 1 0 I/Q demodulátor Odezva Matějka, Š.: Měření v bezdrátových komunikačních systémech Strana 7 z 45

Klasifikace měření Měření na vysílači a přijímači v digitální rádiové komunikaci Tx + Rx V pásmu (In-Band) MK MK VK V kanálu (In-Channel) Mimo pásmo (Out-of-Band) T S M S EP, PP, AP, PAPR hist., PDF, CDF, CCDF Měření časování Šířka kanálu Nosná frekvence Výkon v kanálu Šířka pásma EVM, MER, TEV, I/Q defekty Chyba f a θ Charakteristika kanálu ρ faktor Výkon v kódové doméně ACPR Neharm. rušivé produkty Neharm. rušivé produkty Harm. rušivé produkty Rx (BER, SER, FER) Citlivost Potl. ruš. sig. v kanálu Odolnost proti ruš. signálům Odolnost proti int. produktům Blízká selektivita Test v kanálu s únikem Diagram oka, mříž. diagram, vektorový/stavový diagram Matějka, Š.: Měření v bezdrátových komunikačních systémech Strana 8 z 45

Klasifikace měření Měření na vysílači a přijímači v digitální rádiové komunikaci Matějka, Š.: Měření v bezdrátových komunikačních systémech Strana 9 z 45

Signálový prostor analogová modulace nosné vlny s( t) A( t)cos 2 f ( t) t ( t) s( t) A( t)exp( j ( t)) I( t) jq( t) c Amplitudová modulace, AM A(t), hloubka modulace Frekvenční modulace, FM f c (t), frekvenční zdvih, index FM Fázová modulace, PM θ(t), fázový zdvih, index PM Modulovaný signál v podobě komplexní obálky (eliminace f c ) chápeme jako vektor v komplexní rovině signálovém prostoru. Nosná vlna se stává horizontálně orientovaným vektorem referenčním signálem. () t At () AM FM PM Matějka, Š.: Měření v bezdrátových komunikačních systémech Strana 10 z 45

Signálový prostor digitální modulace nosné vlny Lineární digitální modulace bez paměti (speciální případ!) s( t) A d h( t nt ) amplituda s n s n kanálový (= datový) symbol modulační funkce Bází rozkladu pro n-tý symbol je modulační impuls (např. RC, RRC, ) h( t nt s ) Konstelací modulace je množina jednodimenzionálních vektorů v signálovém prostoru Qt () s A d [] i M d n s n m s n 1 ht () It ()!? s n vektorový diagram projekce časového vývoje s(t) do komplexní roviny konstelační diagram diagram modulace v signálovém prostoru Matějka, Š.: Měření v bezdrátových komunikačních systémech Strana 11 z 45

Měření výkonu Časově závislé a skalární veličiny výkonu Okamžitý výkon Špičkový výkon Střední výkon Obálkový výkon p ( t) Re u( t) i ( t) ins 1 2 p max( p ( t)) pk T avg ins p Avg( p ( t)) avg T avg ins p ( t) Avg ( p ( )) env ( t, t T ) Špičkový obálkový výkon p max( p ( t)) pkenv sig T ins avg env Z L P P pk Pins t P avg Penv t 0 T avg t Matějka, Š.: Měření v bezdrátových komunikačních systémech Strana 12 z 45

Měření výkonu Další veličiny odvozené z veličin výkonu Peak-to-Average Power Ratio PAPR poměr špičkového a středního obálkového výkonu PAPR p p pkenv avgenv T avg Matějka, Š.: Měření v bezdrátových komunikačních systémech Strana 13 z 45

Měření výkonu statistická doména Náhodná veličina X soubor vzorků obálkového výkonu i i 1 PDF hustota pravděpodobnosti PDF ( x) CDF distribuční funkce CDF ( x) Pr X x CCDF komplementární distribuční funkce X CCDF ( x) Pr X x 1 CDF ( x) N Histogram aproximace hustoty pravděpodobnosti Hi NX Pr xi X xi 1 CCDF ( PAPR ) Pr PAPR 0 PAPR 0 Matějka, Š.: Měření v bezdrátových komunikačních systémech Strana 14 z 45

Měření výkonu časová doména TDMA systémy, pulsní signály (radar), penv () t t Wattmetr s rychlým detektorem (BW) a vzorkováním (100 MSa) s možností časové brány (Time Gating) měření délek náběžných a týlových hran, překmitů, vzdáleností pulsů, činitele plnění, měření uvnitř pulsu střední a špičkový výkon, PAPR, CCDF, Měření pulsu (maska burstu TDMA systému), synchronizace v systému ( burst timing ) penv () t t Matějka, Š.: Měření v bezdrátových komunikačních systémech Strana 15 z 45

Měření ve spektrální oblasti Nosná frekvence (Carrier Frequency) Měření frekvence nemodulované nosné (čítač, SA) nebo modulované nosné s pilotním signálem (selektivní měření kmitočtu SA) Měření extrému nebo osy symetrie (těžiště) spektra Měření referenčních signálů systému + následná kalkulace podle schématu syntézy nosného kmitočtu Šířka kanálu (Channel Bandwidth) Kontrola Spektra signálu proti spektrální masce (teoretické nebo udané normou) Matějka, Š.: Měření v bezdrátových komunikačních systémech Strana 16 z 45

Měření ve spektrální oblasti Výkon v kanálu (Channel Power) Průměrný výkon v definované šířce pásma kolem nosné P PSD( f )df ch BW Šířka pásma (Occupied Bandwidth) Jak široké je frekvenční pásmo, které obsahuje k % (typ. 99 %) celkového výkonu modulovaného signálu OBW OBW PSD( f )df P?! tot k 100 Matějka, Š.: Měření v bezdrátových komunikačních systémech Strana 17 z 45

Měření ve spektrální oblasti Rušivé produkty v kanálu/v pásmu Hlavní původce nelinearita kanálu (typ. koncového stupně vysílače) Projevy nelinearity PSD PSD f f Kvantifikace nelinearity Jednotónový test bod komprese (1dB) AM/AM, AM/PM charakteristiky Dvoutónový test body zahrazení pro intermodulační produkty lichých řádů (3. řádu) Multitónový test ACPR, ACLR, Matějka, Š.: Měření v bezdrátových komunikačních systémech Strana 18 z 45

Měření ve spektrální oblasti Jednotónový test Dvoutónový test P out P OCP1 1 db P out P OCP1 P OIP3 1 db/db P IIP3 3 db/db P ICP1 P in P ICP1 P in 2 3 1 2 3 y( t) a x( t) a x ( t) a x ( t) 1 A f f2 Pásm. filtr MF filtr 2 f1 f2 2 f2 f1 1 A f f2 f LNA AGC f LO f Matějka, Š.: Měření v bezdrátových komunikačních systémech Strana 19 z 45

Měření ve spektrální oblasti Měření potlačení intermodulačních produktů na vysílači při současném buzení interním a externím signálem (GSM) A bis BTS U m P G P max SA DPX Rx V pásmu Rx < -98 dbm Externí generátor harmonického signálu navázán přes SVČ G Měření potlačení intermodulačních produktů uvnitř vysílače (GSM) SA V pásmu Rx < -98 dbm A bis BTS U m DPX Rx Matějka, Š.: Měření v bezdrátových komunikačních systémech Strana 20 z 45

Měření ve spektrální oblasti ACPR (Adjacent/Alternate Channel Power Ratio) Míra pronikání výkonu do sousedních kanálů ACPR P P AVG _ ACH AVG _ TxCH dbc, % TDMA systémy A(f, t) t f a) Vyzařování mimo kanál v důsledku modulace (a šumu ) b) Vyzařování mimo kanál v důsledku klíčování vysílače Matějka, Š.: Měření v bezdrátových komunikačních systémech Strana 21 z 45

Měření ve spektrální oblasti Neharmonické a harmonické rušivé produkty Úroveň definována spektrální maskou ( In-Band měření) nebo maximální přípustnou hodnotou výkonu v dané šířce pásma ( Out-Of-Band měření) Matějka, Š.: Měření v bezdrátových komunikačních systémech Strana 22 z 45

Měření v modulační doméně Analýza signálu v signálovém prostoru I/Q rovině Q Q I Q 4-QAM nominální pozice symbolu v signálovém prostoru skutečná pozice přijatého symbolu v signálovém prostoru I I Původní signál R Chyba amplitudy M R Chyba fáze arg(m) arg(r) Měřený signál M Chybový vektor E = M R Velikost chybového vektoru E Fáze chybového vektoru arg(e) Matějka, Š.: Měření v bezdrátových komunikačních systémech Strana 23 z 45

Měření v modulační doméně Error Vector Magnitude EVM efektivní hodnota chybového vektoru přes N symbolů EVM RMS n N M n N n R n R 2 n 2 100 % Normováno střední či špičkovou hodnotou R Modulation Error Ratio MER efektivní hodnota chybového vektoru přes N symbolů Q Q I I MER 10log db 10 n N n N I I 2 2 n Qn 2 2 n Qn Signal-to-Noise Ratio SNR ~ MER ~ 1/EVM Matějka, Š.: Měření v bezdrátových komunikačních systémech Strana 24 z 45

Rozklad I/Q defektů podle projevu Šum EVM, MER Rušivý harmonický signál v kanálu Fázový šum I Q DG 1 min, Q I Q QPE 90 Pronikání nosné vlny Úrovňové rozvážení I/Q složek (I/Q Gain Error), [%], [db] Chyba kvadratury I/Q složek (I/Q Phase Error), [ ] I θ TEV (Target Error Vector) Komprese v amplitudě (Compression), [%] Matějka, Š.: Měření v bezdrátových komunikačních systémech Strana 25 z 45

Rozklad I/Q defektů podle projevu 1. Šum s přibližně konstantní PSD 2. Rušivý harmonický signál v kanálu EVM, MER 3. Fázový šum nosné vlny 4. Úrovňové rozvážení I/Q složek 5. Chyba kvadratury I/Q složek 6. Komprese v amplitudě 7. Další těžko uchopitelné projevy (AM/PM konverze, rušivý signál, ) TEV Target Error Vector, Matějka, Š.: Měření v bezdrátových komunikačních systémech Strana 26 z 45

Target Error Vector TEV TEV (Target Error Vector) definován v signálovém prostoru stejně jako chybový vektor, zahrnuje však pouze statické chyby M-QAM TEV = úrovňové rozvážení + chyba kvadratury + komprese Chybový vektor Šum v kanálu a fázový šum Rušivý harmonický signál Efektivní hodnoty amplitudy všech symbolů System Target Error Mean STEM střední hodnota velikosti chybového vektoru TEV System Target Error Deviation STED směrodatná odchylka velikosti chybového vektoru TEV 1 S I Q 2 2 rms j j N j N STEM 1 1 S M rms 1 1 2 STED TEV k STEM S M 2 rms k M k M TEV k 2 Matějka, Š.: Měření v bezdrátových komunikačních systémech Strana 27 z 45

Speciální případ modulace třídy CEM CEM (Constant Envelope Modulation) modulace s konstantní obálkou Q I 2 2 2 A ( t) I ( t) Q ( t) konst. ( t) fce( t) Smysl má zobrazení ( t), f ( t) d ( t) / dt 1 2 Chyba fáze maximální pk max [ n] n err Chyba fáze RMS 1 2 rms N err[ n] n Střední chyba frekvence f Avg t avg 1 2 (d err / d ) Matějka, Š.: Měření v bezdrátových komunikačních systémech Strana 28 z 45

Speciální případ modulace třídy CEM CEM (Constant Envelope Modulation) modulace s konstantní obálkou Mřížkový diagram Trellis Diagram () t t GMSK f 1 f 2 Matějka, Š.: Měření v bezdrátových komunikačních systémech Strana 29 z 45

Speciální případ neměnná fáze Kvadraturní složky I/Q dig. modulace (A) nebo sériový datový tok (B) Diagram oka Eye Diagram At () t Vyhodnocení Míra rozevření diagramu oka v čase a v amplitudě Překmit Jitter hodinového a datového signálu Jitter PDF Vanová křivka BER ( Bathtub curve ) Matějka, Š.: Měření v bezdrátových komunikačních systémech Strana 30 z 45

Speciální případ neměnná fáze Metody vytváření diagramu oka Metoda Trigger Opakovaná synchronizace na externí nebo interně obnovený hodinový signál + postupné překreslování diagramu nenáročné na paměť při vizualizaci (skládání) časové prodlevy mezi odběry signálu (Dead Time) je třeba zohlednit jitter hodinového signálu (Clock Jitter) a jitter synchronizace (Trigger Jitter) Metoda Stream capture Jednorázové (i opakované) zachycení delšího časového úseku signálu a následné zpracování včetně numerické synchronizace numerická synchronizace s minimalizací jitteru nepotřebuje externí synchronizaci či synchronizační obvody analyzuje spojitý úsek signálu nemá časové prodlevy (Dead Time) náročné na paměťovou kapacitu (MB) čas výpočtu lze analyzovat až po zachycení celého úseku signálu Matějka, Š.: Měření v bezdrátových komunikačních systémech Strana 31 z 45

Měření v kódové doméně ρ faktor (Rho Factor) CDMA systémy kvalitativní vlastnosti modulace CDMA vysílače pro jeden vysílaný kanál ( waveform quality ) Výkon signálu korelujícího s ideálním signálem Celkový výkon v kanálu 0 1 Výkon v kódové doméně CDMA systémy, zobrazení rozprostření výkonu v kódové doméně t Matějka, Š.: Měření v bezdrátových komunikačních systémech Strana 32 z 45

Stanovení kvality příjmu digitálních přijímačů Srovnávací veličina rádiových přijímačů? A) Přijímač systémů s analogovými modulacemi (analogový signál) výkon přijatého signálu na výstupu (AM, xx mw) odstup signálu od šumu na výstupu (SINAD) Užitečný signál na výst. př. Rušivý signál na výst. př. X db B) Přijímač systémů s digitálními modulacemi (číslicový signál) míra shody mezi vyslanými a přijatými binárními daty BER (Bit Error Ratio) Generátor vf data BER Přijímač V rms, P s Tester BER počet chybně přenesených bitů celkový počet přenesených bitů 1 Ale taktéž i jiné veličiny definované nad vyššími logickými celky SER (symbol), PER (paket), FER (rámec frame), Matějka, Š.: Měření v bezdrátových komunikačních systémech Strana 33 z 45

Bitová chybovost BER BER počet chybně přenesených bitů celkový počet přenesených bitů 1 1 0 0 0 BER 1 2 0,5? BER BER lim N e N N Odhad BER( e, N) e N N? Matějka, Š.: Měření v bezdrátových komunikačních systémech Strana 34 z 45

Bitová chybovost BER 1 p n k n 0 PDF Binomické rozložení n P( k) p (1 p) k k n k n N k e 1 Jaká je ppt, že nastalo k událostí v n pokusech, přičemž ppt vzniku události při jednom pokusu je p. 0 PDF A. Jak dlouho (n =?) musíme měřit a s jakým výsledkem (počet chyb), abychom měli CL% jistotu, že skutečná BER je lepší (menší) než. B. Jak přesně jsme změřili BER při vyhodnocení n bitů? Hledáme interval v němž leží skutečná BER s CL% jistotou. Matějka, Š.: Měření v bezdrátových komunikačních systémech Strana 35 z 45

Bitová chybovost BER Příklad: 10 p 10 CL DR 95% 10 Gb/s L n t 0 3 10 3 s 10 L n t 1 4,3 10 4,3 s 10 Příklady časů měření pro různé bitové rychlosti Matějka, Š.: Měření v bezdrátových komunikačních systémech Strana 36 z 45

Bitová chybovost BER měření Existují několik způsobů měření BER: Loopback systém vyhodnocovaná datová posloupnost je přivedena zpět do datového generátoru je možné měřit libovolně velké chybovosti se zdrojem náhodných dat je nutná existence zpětné cesty Systém s obnovením originální datová posloupnost je na straně detekce chyb obnovena podle známého algoritmu není nutná existence zpětné cesty lze měřit pouze malé chybovosti BER Gen. PNP Komp. Generátor (Vysílač) Přijímač Gen. PNP Komp. BER Kde všude měříme? BER na vf BER na mf BER na I/Q před dekodérem za dekodérem Matějka, Š.: Měření v bezdrátových komunikačních systémech Strana 37 z 45

Bitová chybovost BER měření Systém s opravnými kódy inherentní opravné kódy zajišťují obnovení originální datové posloupnosti není nutná existence zpětné cesty ani použití externího BER testeru lze použít libovolnou datovou posloupnost lze měřit pouze velmi malé chybovosti opravný kód musí vše opravit BER > BERc > BERcb VF Det. Dek. konv. Dek. blk. BERr QEF Opravné kódy (blokové i konvoluční) snižují velikost BER, pro měření požadujeme, aby BERcb 0 stav QEF (Quasi Error Free) A. Měříme BERr proti téměř opravené posloupnosti za dekodéry B. Docilujeme BERr = konst. proti opravené posloupnosti za dekodéry, přičemž QEF je definováno normou (např. 10-12 ) Matějka, Š.: Měření v bezdrátových komunikačních systémech Strana 38 z 45

Měření parametrů přijímačů A. Citlivost přijímače (Sensitivity) B. Odolnost proti rušícímu signálu v kanálu (Co-Channel Rejection) C. Odolnost proti rušícímu signálu mimo kanál (Spurious Immunity) D. Odolnost proti intermodulačním produktům (Intermodulation Immunity) E. Blokování (Blocking) F. Měření blízké (kanálové) selektivity (Adjacent/Alternatente Channel Selectivity) G. Potlačení AM (AM Suppression) H. Test v kanálu s únikem (Fading Tests) I. Další testy odvislé od normy Matějka, Š.: Měření v bezdrátových komunikačních systémech Strana 39 z 45

Měření parametrů přijímačů A. Citlivost přijímače (Sensitivity) Hledáme takovou velikost vstupního signálu (tedy bez šumu), kdy BER dosahuje určité definované hodnoty Generátor vf data BER Přijímač V rms, P s Tester P in BER BERref? B. Odolnost proti rušícímu signálu v kanálu (Co-Channel Rejection) Generátor Generátor vf data BER Přijímač Tester P vf vf ruš. P d vf in BER BERref Detailní podmínky měření jsou odvislé od systému a definuje je příslušná norma P P P d BER BERref CCR P P d? vf 3 db db Matějka, Š.: Měření v bezdrátových komunikačních systémech Strana 40 z 45

Měření parametrů přijímačů C. Odolnost proti rušícímu signálu mimo kanál (Spurious Immunity) Rušivé signály vznikající uvnitř přijímače bez připojeného vf signálu kontrola přijímače v analogové části pomocí SA Rušivé signály vznikající uvnitř přijímače s připojeným vf signálem měření prováděno stejným principem jako u odolnosti proti ruš. signálu v kanálu D. Odolnost proti intermodulačním produktům (Intermodulation Immunity) Dvoutónový test dva signály mimo kanál generují na nelinearitách přijímače intermodulační produkt spadající do měřeného kanálu P tst BER BERref? Matějka, Š.: Měření v bezdrátových komunikačních systémech Strana 41 z 45

Měření parametrů přijímačů E. Blokování Pro definovaný vstupní výkon užitečného signálu a interferujícího signálu musí být chybovost menší než požadovaná hodnota Konfigurace měření stejná jako v předchozím případě, avšak úrovně interferujícího signálu (modulovaný signál a harmonický signál) jsou větší 1. Předběžný test s ohledem na kmitočet LO a MF kmitočty přijímače se vytipuje množina kritických kmitočtů, na nichž se bude měření provádět (< 12,75 GHz, ofset > 600 khz), interferující signál 2 khz/100 khz 2. Měření blokování interferující signál je modulovaný či harmonický, jsou zaznamenány kmitočty, na nichž je překročen požadovaný limit BER 3. Měření potlačení ruš. kmitočtů je prováděno na kmitočtech, které nevyhověly při měření blokování, interferující signál je nemodulovaný (-43 dbm), musí splnit požadavky na BER Pozn.: Platí pro systém GSM Matějka, Š.: Měření v bezdrátových komunikačních systémech Strana 42 z 45

Měření parametrů přijímačů F. Měření blízké (kanálové) selektivity (Adjacent/Alternatente Channel Selectivity) Měření prováděno stejným principem jako u odolnosti proti rušícímu signálu v kanálu Generátor vf data BER Přijímač Tester S vf1 Generátor vf ruš. S vf2 Pronikání rušivého signálu a) Pásmová propust filtru přijímače není ideální b) Šířka pásma signálu je větší než kanálová rozteč z definice tvorby modulovaného signálu (tvarovací filtry modulátoru) nelineárním zkreslením v řetězci fázový šum lokálních oscilátorů Matějka, Š.: Měření v bezdrátových komunikačních systémech Strana 43 z 45

Měření parametrů přijímačů G. Potlačení AM (TDMA systémy) vyjadřuje schopnost přijímače přijmout požadovaný signál v přítomnosti rušivého signálu se změnou amplitudy uvnitř čas. slotu Užitečný i rušivý signál mají definovanou výkonovou úroveň, časový a frekvenční ofset (> 6 MHz) Měří se podobně jako ostatní odolnosti H. Test v kanálu s únikem Kontrola funkce přijímače v podmínkách blízkých reálnému provozu. Doporučené profily kanálů podle systému, modulace, Matějka, Š.: Měření v bezdrátových komunikačních systémech Strana 44 z 45

Konec prezentace Matějka, Š.: Měření v bezdrátových komunikačních systémech Strana 45 z 45