4.2. Typowe zastosowania i wyniki testów
W tej części zostały przedstawione wyniki testów i konfiguracje z wykorzystaniem dwóch różnych urządzeń pomiarowych:
- Komercyjny nadajnik 802.11ad
- Komercyjny układ nadawczo-odbiorczy w paśmie V dla sieci typu backhaul
4.2.1. Test z użyciem komercyjnego nadajnika 802.11ad
Wykres 4.2. przedstawia maskę widma zmierzoną za pomocą FSW67 dla urządzenia IEEE 802.11ad nadającego w kanale 2. Lewe zbocze widma wychodzi poza maskę, co oznacza konieczność ponownego skonfigurowania urządzenia.
Wykres 4.3. Pomiar widma z maską za pomocą FSW67. Sygnał został nadany przez urządzenie zgodne z IEEE 802.11ad nadające w kanale 2.
Obrazek 4.4. przedstawia pomiar modulacji urządzenia zgodnego z IEEE 802.11ad nadającego w paśmie 2, dokonany za pomocą modelu FSW67. Wyświetlany jest diagram konstelacji, podsumowanie wyników, moduł bufora rejestracji i błąd fazy.
Obrazek 4.4. Pomiar modulacji urządzenia zgodnego z IEEE 802.11ad nadającego w paśmie 2, dokonany za pomocą modelu FSW67. Widoczny jest diagram konstelacji, podsumowanie wyników, moduł bufora rejestracji i błąd fazy.
4.2.2. Test nadajnika w paśmie V w zakresie 57 – 64 GHz dla sieci backhaul dostarczonego przez Infineon Technologies
W tej części zostały opisane testy części nadawczej i odbiorczej urządzenia pracującego w paśmie V. Dalej znajdują się wyniki pomiarów komercyjnego urządzenia nadawczo-odbiorczego pracującego w paśmie V dla sieci backhaul.
4.2.2.1. Część nadawcza
Schemat 4.5 przedstawia dwie możliwe konfiguracje do testowania części nadawczej układu nadawczo-odbiorczego pasma V z modulacją szerokopasmową. Szerokopasmowy sygnał kwadraturowy jest tworzony za pomocą odpowiedniego generatora arbitralnego, takiego jak Tabor WX2182C, następnie trafia do wejść I-Q układu nadawczo-odbiorczego.
Wyjście RF nadajnika jest podłączone bezpośrednio do wejścia RF analizatora FSW67 z rozszerzeniem VSA (wektorowego analizatora sygnału) i FSW-B2000.
Alternatywnym rozwiązaniem jest połączenie nadajnika z mieszaczem harmonicznym za pomocą odpowiedniego tłumika serii FS-Zxx. W tym wypadku do analizy sygnałów RF jest używany FSW43 z rozszerzeniem VSA oraz FSW-B2000 i rozszerzeniem dla zewnętrznych mieszaczy (FSW-B21).
Jeśli mieszacz harmoniczny jest używany do pomiaru sygnału wyjściowego odbiornika, należy uważać, aby go nie przeciążyć. Punkt 1-dB kompresji mieszaczy harmonicznych FS-Zxx typowo odpowiada wartości -6 dBm. Aby nie pogorszyć jakości pomiaru sygnału mocy sąsiedniego kanału lub EVM, maksymalny poziom sygnału powinien znajdować się znacznie poniżej punktu 1-dB kompresji (około 15-20 dB) na wejściu mieszacza. Zalecane jest stosowanie tłumika falowodowego przez mieszaczem harmonicznym i skalibrowanie go tak, aby zyskać optymalny zakres dynamiki.
W obu przypadkach do próbkowania sygnału częstotliwości pośredniej FSW został użyty oscyloskop cyfrowy RTO1044, co pozwala na analizę spróbkowanych danych. Wykorzystanie oscyloskopu cyfrowego do próbkowania nie wpływa na pracę analizatora sygnału w żaden sposób – połączenie FSW oraz RTO pracuje tak samo, jak pojedynczy przyrząd FSW.
Schemat 4.5. Możliwe konfiguracje testowe do badania części nadawczej układu nadawczo-odbiorczego pasma V z modulacją szerokopasmową.
Wykres 4.6. przedstawia pomiary widma i mocy kanału komercyjnego nadajnika pasma V w zakresie 57-64 GHz dla sieci backhaul dokonane za pomocą FSW67. Po stronie nadajnika następuje modulacja 16-QAM sygnałem pasma podstawowego z szybkością 1,8 Gsymb/s. Wskutek tego pasmo modulacji osiąga szerokość 2 GHz. Ogony po prawej i lewej stronie pasma są produktami aliasingu wykorzystanego generatora arbitralnego.
Wykres 4.6. Pomiar widma i mocy kanału komercyjnego układu nadawczo-odbiorczego pasma V dla sieci backhaul dokonane za pomocą FSW67
Obrazek 4.7. przedstawia wyniki pomiarów modulacji układu nadawczo-odbiorczego pasma V z modulacją 16-QAM o szybkości 1,8 Gsymb/s, dokonane za pomocą FSW67. Widoczne są diagram konstelacji, podsumowanie błędów, moduł bufora rejestracji oraz moduł wektora błędów w czasie. Również w przypadku tego pomiaru korektor z rozszerzenia wektorowego analizatora obwodów FSW był włączony.
Obrazek 4.7. Wyniki pomiaru modulacji komercyjnego układu nadawczo-odbiorczego dla sieci backhaul dokonane za pomocą FSW67
4.2.2.2. Część odbiorcza
Sygnał testowy dla odbiornika pasma V został wygenerowany w sposób opisany w rozdziale 2, który przedstawia schemat 4.8. Wzmacniacz umieszczony za filtrem górnoprzepustowym można pominąć, ponieważ odbiorniki są zazwyczaj testowane przy niskim poziomie sygnału wejściowego. Poziom sygnału wejściowego odbiornika jest zmieniany poprzez regulację poziomu wyjściowego SMW. Te zmiany są propagowane przez mieszacz RF w celu zwielokrotnienia częstotliwości z zachowaniem dobrej liniowości.
Wyjścia I oraz Q badanego odbiornika są dołączone do kanałów 1 i 2 RTO. Dane są rejestrowane przez oscyloskop w trybie I-Q, co oznacza częstotliwość próbkowania 4 razy wyższą, niż częstotliwość symboli sygnału modulującego. Zarejestrowane dane są następnie eksportowane do FSA z rozszerzeniem VSA – na przykład za pomocą pamięci USB. Tam odbywa się analiza modulacji zarejestrowanych danych.
Schemat 4.8. Diagram zestawu testowego do badania części odbiornika urządzenia nadawczo-odbiorczego pasma V
Obrazek 4.9. stanowi zdjęcie konfiguracji użytej do testu odbiornika urządzenia nadawczo-odbiorczego fal milimetrowych. Sygnał testowy w paśmie V dociera z falowodu na wyjściu układu przemiany częstotliwości do wejścia odbiornika badanego urządzenia. Wyjścia kwadraturowe I oraz Q są dołączone do kanałów 1 i 2 RTO. Układ opisany jako „konwerter” zawiera elementy otoczone linią przerywaną na schemacie 4.8.
Obrazek 4.9. Fotografia rzeczywistego stanowiska testowego do badania odbiornika układu nadawczo-odbiorczego pasma V (dostarczona przez Infineon Technologies AG)
Obrazek 4.10. przedstawia wyniki EVM zmierzona dla urządzenia przy poziomie mocy wejściowej -50 dBm. Użyty sygnał QPSK o szybkości 1,6 Gsymb/s został zarejestrowany w kanałach 1 oraz 2 oscyloskopu RTO z szybkością próbkowania 6,4 Gs/s. Spróbkowany sygnał został wyeksportowany za pomocą pamięci USB do przyrządu FSW, który przeprowadził analizę. Zmierzony poziom EVM wyniósł około 14% (wartość średniokwadratowa). Jak widać na diagramie konstelacji, przy tym poziomie nadal można rozróżnić poszczególne stany z małym prawdopodobieństwem błędu.
Obrazek 4.10. Pomiary EVM na wyjściach kwadraturowych odbiornika pasma V. Poziom mocy wejściowej to -50 dBm. Parametry modulacji: QPSK 1,6 Gsymb/s.
