Tester LTE 7100 firmy Aeroflex

PREZENTACJA
Urządzenia pomiarowe
Tester bezprzewodowych systemów telekomunikacyjnych
Tester LTE 7100 firmy Aeroflex
Można się zastanawiać, co podlega szybszemu rozwojowi: nowoczesne
technologie wykorzystywane w telekomunikacji czy aparatura pomiarowa potrzebna do budowy i konserwacji sieci telekomunikacyjnych?
Pytanie to trochę przypomina odwieczny dylemat – co było pierwsze:
jajko czy kura? Wydaje się, że to jednak technologie narzucają konstruowanie odpowiednich dla nich przyrządów pomiarowych. Najlepiej jest,
gdy urządzenia pomiarowe dysponują pewnym zapasem możliwości,
być może niewykorzystywanych w pierwszym okresie użytkowania, ale
przydatnych po pewnym czasie. Według tej koncepcji został zaprojektowany tester LTE 7100 firmy Aerofelx.
być równolegle wyświetlane na
dowolnie wielkim monitorze po
dołączeniu takiego do odpowiedniego gniazda. To wyglądające
dość niepozornie urządzenie stanowi połączenie wielu wirtualnych przyrządów pomiarowych
skomasowanych w jednej obudowie. Jest to dość powszechna strategia obierana przez producentów
aparatury pomiarowej.
Tester pokrywa wszystkie pasma (6 GHz) wykorzystywane
w bezprzewodowej telefonii LTE
(Long Term Evolution), obsługuje technologie: LTE FDD i TDD,
a także HSPA, CDMA, GERAN
TD-SCDMA IRAT z opcją handover oraz 2×2 DL MIMO ze zintegrowanym symulatorem Fading&AWGN. Można nim mierzyć
większość parametrów RF spotykanych w systemach telekomunikacyjnych. Zaimplementowana
warstwa fizyczna i stos protokołowy są zgodne z wersją Rel-8 specyfikacji LTE opisanej przez grupę
standaryzującą 3GPP (3rd Generation Partnership Project).
Tryby pomiarowe
Prezentowany w artykule tester bezprzewodowych systemów
telekomunikacyjnych LTE 7100
firmy Aeroflex swoim wyglądem
nie przypomina typowych przyrządów o podobnym przeznaczeniu. Brak w nim mnóstwa przycisków, pokręteł, lampek, są tylko
dwa niepozorne, ledwo widoczne
„guziki”, dwa gniazda BNC, trzy
USB, wyłącznik sieciowy i... duży
(12,1”), kolorowy ekran. Mimo że
mogą być na nim wyświetlane jednocześnie wyniki czterech pomiarów, ich analiza jest łatwa i czytelna. To właśnie ekran skrywa
tajemnicę ascetycznego designu
przyrządu, ma bowiem wbudowany panel dotykowy. Obsługa
testera odbywa się zatem poprzez
menu ekranowe, w których pojawiają się opcje wybierane dosłownie palcem na ekranie. Funkcje
sterujące realizuje wbudowany
komputer PC. Graficzny interfejs
użytkownika ułatwia skalowanie,
przesuwanie obiektów ekrano -
22
Świat Radio Maj 2011
wych, ustawianie markerów itp.,
wszystko metodą on-screen dragging. Dla użytkowników preferujących bardziej klasyczne metody
sterowania przyrządem przewidziano możliwość dołączenia do
niego klawiatury i myszki komputerowej. Z kolei wyniki mogą
Tester dysponuje trzema trybami pomiarowymi. Są to:
 Non-Signaling VSA/VSG Mode,
 Development Mode,
 Call Box Mode.
W pierwszym z wymienionych
trybów miernik pełni funkcję wektorowego analizatora sygnałów
(VSA) i wektorowego generatora
sygnału (VSG). Obejmuje pasmo od
70 MHz do 6 GHz, a więc pokrywa
Rys. 1. Okno testera pracującego w trybie Non-Signaling VSA/VSG
wszystkie aktualnie wykorzystywane i planowane pasma telefonii
komórkowej. W tym trybie wykonywane są takie programy jak: badanie równomierności charakterystyki widmowej, moc w kanale roboczym i kanałach przyległych, pasmo zajmowane, błędy wektorowe
(w tym ich wartość RMS i DRMS),
moc w funkcji czasu, moc średnia,
CCDF, a także błędy częstotliwości,
offset i rozbalansowanie wyjścia
cyfrowego, IQ Skew itd.
Użytkownik ma możliwość
tworzenia własnych sygnałów
w celu późniejszego ich wykorzystywania w pomiarach (funkcjonalność generatora arbitralnego).
Bardzo duży rekord 4 GB pozwala
na generowanie sygnałów składających się aż z 1 G próbek. Obsługa takiego rekordu od strony
użytkownika nie byłaby możliwa
bez wsparcia w postaci odpowiednich programów komputerowych.
W przypadku testera 7100 są to
MATLAB i IQCreator. Korzystając
z tego drugiego, można w wygodny sposób tworzyć schematy modulacji oraz przebiegi dla wbudowanego generatora arbitralnego.
Podstawową funkcją analizatora
wektorowego jest oczywiście ba-
Rys. 2. Okno graficznego tworzenia skryptów
danie widma sygnału oraz analiza
Raw IQ. Okno testera pracującego
w trybie Non-Signaling VSA/VSG
przedstawiono na rysunku 1.
Tryb Development wymaga
wykupienia Opcji 500. Są wówczas
udostępnione takie pomiary jak:
statystyka przepustowości danych
czy parametryczne pomiary RF.
Do dyspozycji jest kilka narzędzi
ułatwiających pracę. Są to: Log
Analyzer, ASN.1 Message Generator i Scenario Wizard. Przyrząd zapewnia bardzo dużą elastyczność
wykonywania testów. Komendy
wykorzystywane do konfigurowania warstw Layer 1 i Layer 2
są wydawane bezpośrednio z linii
komend obsługiwanej przez panel
dotykowy. Mogą być również zebrane w postaci wykonywalnego
skryptu pisanego w języku C+,
Perl itp. (wykorzystanie API). Scenario Wizard uwalnia użytkownika od znajomości wymienionych
języków. Skrypty są w nim tworzone metodą graficzną, bezpośrednio na ekranie (rysunek 2). Do
REKLAMA
Świat Radio Maj 2011
23
PREZENTACJA
Urządzenia pomiarowe
Rys. 3. Główne okno pomiarów RF w trybie Call Box
w przyrządzie. Są to zdefiniowane
w interfejsie radiowym E-UTRAN
(Evolved Universal Terrestrial
Radio Access) ramki i podramki
(rysunek 5). Interfejs ten jest wykorzystywany do przenoszenia informacji pomiędzy stacjami bazowymi a urządzeniami mobilnymi
telefonii LTE. Możliwość emulacji
protokołów kwalifikuje tester jako
idealne narzędzie do badania jakości urządzeń telefonii LTE w końcowej fazie ich produkcji, choć nie
pozbawia go możliwości wykorzystywania w każdej innej fazie produkcyjnej oraz później w pracach
konserwacyjnych i serwisowych.
pomiarów może być wykorzystywany pełny stos protokołowy.
W trybie Call Box można mierzyć
parametry RF, badać przepustowość łącza, protokoły (w trybach
MAC, RLC, PDCP, oraz w pełnym
trybie z RRC i NAS włącznie) i obsługę wywołań. Szybka klasyfikacja
urządzeń, na zasadzie dobry/zły,
jest możliwa dzięki testom Pass/Fail
porównującym wynik pomiarów
z zadanym wzorcem. Jest to tryb
szczególnie przydatny na liniach
produkcyjnych urządzeń telekomunikacyjnych. Widok głównego ekranu dla pomiarów RF w trybie Call
Box przedstawiono na rysunku 3.
Emulacja kanałów
Pomiary telekomunikacyjne są
prowadzone w warunkach rzeczywistych lub laboratoryjnych.
Do emulacji kanałów radiowych
wymagane jest zwykle dodatkowe zewnętrzne oprzyrządowanie:
symulator zaniku sygnału i generator, pracujące w konfiguracji
jak na rysunku 4. Są to urządzenia dość kosztowne, a należy do
tego doliczyć jeszcze koszt specjalistycznego oprogramowania.
Aby uzyskać wiarygodne wyniki,
każde z urządzeń musi być prawidłowo skalibrowane jeszcze
przed rozpoczęciem pracy. Nie
można też lekceważyć tłumienia
i dodatkowych opóźnień wprowadzanych przez każdy dodatkowy
element toru pomiarowego. Ko-
Rys. 4. Schemat blokowy stanowiska pomiarowego z emulacją
kanałów
24
Świat Radio Maj 2011
Rys. 5. Interfejs radiowy E-UTRAN
lejną trudnością jest konieczność
ewentualnego przestrajania wielu
urządzeń w celu uzyskania żądanych warunków pomiarowych.
Problemem niemal nie do pokonania jest natomiast emulacja systemów MIMO, w których należy
zmierzyć sygnał w środowisku,
w którym występuje wiele anten
nadawczych i odbiorczych. Jest
to zaledwie kilka przykładowych
trudności, z jakimi osoby dokonujące pomiarów muszą sobie radzić,
gdy korzystają z klasycznych przyrządów. Wszystkich tych trudności
można uniknąć wykorzystując do
pomiarów tester 7100 Aeroflex.
Jest on przystosowany do prowadzenia pomiarów urządzeń telekomunikacyjnych w warunkach
laboratoryjnych, bez konieczności
instalowania stanowiska pomiarowego w warunkach rzeczywistych.
Wszystkie wymienione wcześniej
utrudnienia nie stanowią w tym
przypadku problemów, gdyż wymagane wejściowe sygnały pomiarowe są całkowicie emulowane
Wsparcie techniczne
Mimo maksymalnego uproszczenia obsługi testera 7100, w trakcie jego użytkowania na pewno
będą się pojawiały liczne wątpliwości i pytania. Przyrządem tym wykonuje się niebanalne pomiary wymagające od użytkownika dobrego
przygotowania teoretycznego i niezłej ogólnej orientacji w zagadnieniu. Firma Aeroflex zapewnia pełne darmowe wsparcie techniczne
dla użytkowników testera przez
dwa lata od chwili zakupu testera.
Oprócz porad technicznych, w tym
okresie udostępniane są darmowe
uaktualnienia oprogramowania.
Jest to istotne z uwagi na ciągle
ewoluujące technologie stosowane
w telekomunikacji.
JD
DIGIMES
04-831 Warszawa
ul. Wilgi 36 C
tel. 22 615 94 57
www.digimes.pl