Современная электроника №2/2021

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ 36 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 2 2021 и систем для тестирования БС и АТ 5G, отвечающих этим требованиям, явля- ется компания Rohde&Schwarz. Измерительные средства и установки компании Rohde&Schwarz для тестирования устройств 5G по требованиям ЭМС Среди технических средств, пред- назначенных для тестирования эле- ментов радиосетей, можно выделить ориентированные на несигнальный и сигнальный (системный) режимы. В несигнальном режиме обычно прове- ряются качество модуляции, фазовые соотношения для режима MIMO, линей- ные тракты базовых станций. Тестирование в несигнальном режи- ме обычно реализуется в профильных лабораториях для БС с применением универсальных средств измерений, дополненных необходимыми опциями. На системном уровне устройства тести- руются целиком в составе эмулирован- ной сети в соответствии с алгоритмами её работы. Компания Rohde&Schwarz разработала ряд контрольно-измери- тельных решений для обоих уровней. Тестирование в несигнальномрежиме в диапазоне частот FR1 (410…7125МГц [14]) может быть реализовано с приме- нением осциллографов R&S RTP (поло- са до 16 ГГц [15]), в т.ч. в режиме MIMO. В этом случае осциллограф выполняет функции по захвату сигналов, а их ана- лиз осуществляется при помощи про- граммного обеспечения Vector Signal Analyzer, реализующего векторный ана- лиз сигналов 5G на уровне модуляции несущих OFDM (опция R&S VSE-K146 [16]). Результатом такого анализа будут показатели качества модуляции, например MER, дисбаланс сигнального созвездия, смещение по частоте и т.д. Наличие проблем ЭМС также можно анализировать в несигнальном режи- ме – они будут проявляться в ухудше- нии показателей качества модуляции. Аналогичное решение несигнально- го уровня опционально реализовано на аппаратно-программной платфор- ме анализаторов спектра и сигналов серии R&S FSW [17]. Несмотря на то что универсальные лабораторные средства измерений дают ряд преимуществ при решении типовых измерительных задач, для отладки и тестирования элементов сетей 5G на системном уровне необ- ходимо использовать специализиро- ванные автоматизированные тестовые системы (ТС), например R&S TS8996 [18] (см. рис. 3, 4). Основное назначе- ние использования ТС состоит в сни- жении времени тестирования единич- ного устройства при одновременном максимальном приближении к услови- ям эксплуатации испытуемых объектов. В основе такой функциональности системы R&S TS8996 лежит использо- вание измерительных приёмников и радиокоммуникационных тестеров передового уровня. Система R&S TS8996 предназначена для тестирования устройств беспро- водной передачи данных в части как обеспечения межсистемной ЭМС, так и эмиссии излучаемых радиопомех (исключая штатные излучения для обе- спечения работы радиосети), в т.ч. раз- личных АТ и устройств IoT. Для тести- рования устройств 5G в диапазоне FR1 было использовано выработанное для сетей 4G решение с расширением диа- пазона частот до 7,125 ГГц. В состав ТС (см. рис. 4) входит измерительный приёмник высшего класса R&S ESW44 с опцией R&S ESW-B21, непосредствен- но используемый для оценки эмиссии в диапазоне частот до 200 ГГц. Посколь- ку анализ паразитной помехоэмиссии при сканировании в широком диапа- зоне частот занимает немало времени (в особенности для полосы от 9 кГц до 1 ГГц при использовании квазипико- вого детектора), то для R&S ESW раз- работан специальный режим Fast TDS, отличающийся снижением времени сканирования с использованием ква- зипикового детектора и одновремен- но обеспечивающий регистрацию импульсных помех с пониженной частотой повторения — до 10 Гц. При необходимости, измерения такого рода могут быть выполнены в режиме Automatic TDS, при котором настройки сканирования оптимизируются в зави- симости от характера помехоэмиссии, и сохраняется соответствие измери- тельной установки требованиям стан- дартов группы CISPR 16-1, устанавли- вающих порядок и условия измерения радиопомех. Отличительной чертой сетей 5G явля- ется фактически глобальный широкий охват диапазонов сантиметровых и миллиметровых волн, что предъявля- ет особые требования как к измеритель- ному приёмнику, так и к применяемым антеннам. Для перекрытия диапазона FR2 и частот вплоть до 200 ГГц исполь- зуются специальные приёмные бло- ки R&S TC-RSE, реализующие перенос сигналов на промежуточную частоту. Тестирование на сигнальном уровне реализуется с применением радиоком- муникационного тестера R&S CMX500. При этом для создания сигналов радио- сети 5G применяется блок формирова- ния R&S TS-PRE, который обеспечива- ет регулировку выходной мощности в диапазоне, необходимом для тести- рования БС и АТ. Передающие модули R&S TC-MX, а также векторный генера- тор R&S SMW200A с полосой рабочих частот до 40 ГГц используются для фор- мирования помеховых воздействий. Рис. 3. Внешний вид тестовой системы R&S TS8996, обеспечивающей проведение испытаний устройств 2G/3G/4G/5G/WLAN/BT Рис. 4. Структурная схема тестовой системы R&S TS8996