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5G的信号分析新革命
无线通讯通道全面分析

【作者: 王岫晨】2021年03月17日 星期三

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第五代(5G)行动系统使用不同於3G及4G(LTE)系统的技术,例如无线及有线技术的结合,进一步带动大型网路基础建设的创新。


这一波的5G创新正加速各个采用5G产业领域的发展,尤其是支援自动驾驶及「连网汽车」的汽车业。在以5G为基础的物联网(IoT)中,除了汽车应用,另外医疗、安全、营建、娱乐、农业等许多应用也在评估中,商业测试也早已开始。


而包括医疗、旅游、经销、零售服务、农林渔业、保险以及家用电子等其他领域,也都正在评估其5G的相关应用。此外,各种采用5G的新服务如雨後春笋般出现,大幅增加资料流量,并扩散到各个无线存取网路、基地台、传输设备及资料中心。



图一 : 5G为基础的物联网应用场景。(source:anritsu.com)
图一 : 5G为基础的物联网应用场景。(source:anritsu.com)

随着全球行动通讯技术由GSM持续快速发展至5G,基地台和终端设备制造商正面临来自尚未定义的时间和位置相关之无线通道的挑战。5G和前几代的区隔主要有两方面,第一,第五代行动通讯系统将在微波和毫米波的范围,为商用无线通讯开发新频段;第二,则为讯号频宽之延展。新的无线通讯通道需要全面的分析以确保其最隹使用效率,而通道量测则是最主要的方式。


革命性的信号分析

安立知MS269xA系列信号分析仪是最新的高效能信号分析仪,适合下一代的通讯应用使用。MS269xA系列信号分析仪基本装置包括扫频分析、FFT信号分析及精准的数位仪功能,并可新增选项纳入信号产生器,转换为可轻松操作,随??即用的单机式解决方案。


MS269xA系列信号分析仪支援31.25 MHz的标准分析频宽,并可利用选购硬体扩展至62.5 MHz/125 MHz。多点振幅校正及相位校正使用获得专利的校正程序,可产生±0.5dB的位准精度,横跨6GHz的范围。模组化架构可确保各项装置随着测量需求变化而成长。


MS269xA 系列信号分析仪的精确程度,足以应付作业最繁重的研发环境,而速度则能满足工厂的生产需求。目前支援的应用包括GSM、GPRS、EDGE、W-CDMA、LTE及5G技术。


宽频FFT信号分析仪可支援高速连续测量(分析频宽为31.25 MHz,提供62.5 MHz/125 MHz选项),其中包括CCDF、频率与时间的比较、频谱及功率与时间的比较分析。标准数位化功能可撷取波形,并使用选购的信号产生器立即播放。扩充的数位仪选项则可撷取最宽20 MHz的信号,时间长达4小时。


开启频谱新世界


图二 :  5G创新正加速各个采用5G产业领域的发展,商业测试早已开始。
图二 : 5G创新正加速各个采用5G产业领域的发展,商业测试早已开始。

R&S开发5G频段通道之量测解决方案。该测试系统包括一台讯号与频谱分析仪、向量讯号产生器和最新的TS-5GCS 测试软体。用户可根据频率及频宽需求来选择适合的分析仪及产生器。


使用TS-5GCS通道量测软体,搭配FSW讯号与频谱分析仪和SMW200A向量讯号产生器,能够轻松进行微波通道量测。作为通道模拟讯号源之SMW200A频率高达40GHz。FSW则作为接收器,可支援不同的频率和频宽。以FSW85为例,不需外部混频器即可分析频率达85GHz的讯号。此外,透过选配的FSW-B2000更可将解析频宽扩展为2GHz。同时具备85GHz频率和2GHz频宽的特色。


为了正确测量发射和接收端之间的宽频无线讯号,用户需要知道准确的传递路径特性。通道量测能够得到传输通道或行动无线通道的脉冲响应。TS-5GCS PC应用软体可提供通道之脉冲响应,其中提供此通道对特定无线信号所造成影响等之相关讯息。无线通道可能受到的影响包括反射所造成的讯号回声、建筑物和树木遮蔽以及天气造成的影响。TS-5GCS软体设计基於MATLAB并可自动读取R&S FSW I/Q数据;透过对收到讯号和原始校准後之资料进行相关系数运算以得到通道脉冲响应,其量测数据以图形方式呈现。


跟上市场高速脚步

负责对物联网和通用型装置进行研发与设计验证(DVT)的工程师,必须能跟上当今消费性电子市场迅速扩大的发展脚步。因此需要一款经济实惠且通用的测试与量测系统,以处理各种消费性电子装置,并可用更出色的效能,根据不同无线标准测试接收器。


是德科技(Keysight)推出CXG X系列射频向量信号产生器(CXG),具有进阶效能并符合多元的无线标准,可满足工程师以更低成本设计物联网和通用型装置的需求。


是德科技CXG使得工程师在设计物联网和通用型装置时,能够实现下列目标:缩短产品开发周期;搭配使用Keysight PathWave信号产生软体进行分析设计;同时还可在不牺牲测试信号品质的情况下满足预算限制。


是德科技CXG信号产生器提供下列重要功能:9 kHz~3/6 GHz的频率范围和高达120 MHz的射频调变频宽,可满足大多数消费性无线应用测试需求;可测试元件的基本叁数并验证接收器的功能;可用符合多种标准的向量信号来测试装置,同时显着减少产生信号所需的时间;使用可靠的向量信号产生器,对无线通讯系统中的元件进行故障排除;透过自助式维修解决方案与低廉的维修费,缩短仪器停机时间并降低费用。


提供广泛量测范围

执行向量讯号分析与频谱分析,可以进行极高传输量及高效能的RF量测。


PXI向量讯号分析器可提供广泛的频率范围、即时讯号分析,以及进阶的讯号处理功能。PXI向量讯号分析器可针对各种无线技术执行量测,例如GSM、EDGE、WCDMA、LTE-Advance Pro、5G、无线LAN与蓝牙。特定型号还具备 LabVIEW可程式化FPGA,方便工程师针对进阶量测应用进行客制化。PXI向量讯号分析器适用於微波测试、无线测试、雷达测试、频谱监控、软体定义无线电(SDR)、无线电监控、干扰感测、讯号情报,以及其他应用领域等。


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