WiMAX-, LTE- und WLAN-Signale unter der Lupe
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
WiMAX-, LTE- und WLAN-Signale unter der Lupe
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WLAN-n (IEEE 802.11n), die standardisierte Erweiterung der WiFi-Mobilfunkstandards IEEE 802.11a/g, wird künftig einen Netto-Datendurchsatz bis 100 Mbit/s in drahtlosen LANs sicherstellen. Um diesen hohen Durchsatz zu erzielen, definiert der Standard die Kanalbandbreiten 20 MHz und 40 MHz. In dem Standard sind MIMO-Applikationen mit bis zu vier Datenströmen festgelegt. Weil das Verteilen (Spatial Mapping) der Datenströme auf die verschiedenen Antennen Ähnlichkeiten zu LTE aufweist und nicht notwendigerweise diagonale Matrizen für die Codierung verwendet werden, müssen im Allgemeinen für die Analyse mehrere Signalanalysatoren eingesetzt werden, Details dazu siehe [1].
Praktische Messungen an MIMO-Sendeanlagen
Für Messungen an MIMO-Systemen müssen die Algorithmen in der Analyse-Software angepasst werden. Viele Testapplikationen, die zum Verifizieren von Design-Parametern oder für den Einsatz in der Produktion ausgelegt sind, ermitteln in erster Linie, ob die gesendeten Signale die relevanten Standards einhalten und ob die physikalischen Eigenschaften innerhalb der spezifizierten Grenzen liegen. In diesen Fällen ist es nicht erforderlich, die verschiedenen Sendepfade gleichzeitig zu messen, sie können einer nach dem anderen geprüft werden. Für diese Anwendungen ist also ein einziger Signalanalysator ausreichend, der zum Beispiel den Fehlervektor (EVM), die Leistung oder die I/Q-Imbalance ermittelt.
Wesentlich umfangreichere Messungen sind allerdings in der Entwicklung oder bei Zulassungstest durchzuführen. Um z.B. die Daten in den Sendesignalen vollständig zu reproduzieren oder um das Übersprechen zwischen den Antennen zu analysieren, müssen an beiden Antennen gleichzeitig Messungen durchgeführt werden. Im Modus Sendediversität (MISO: Multiple Input Single Output) ist das noch mit einem einzigen Signalanalysator möglich. Bild 3 zeigt diese Messung z.B. für ein WiMAX-MIMO-Signal mit der Option R&S FSQ-K94 von Rohde & Schwarz. Die Sendeantennen werden zusammen an den Eingang des Signalanalysators angeschlossen.
Beim Raummultiplexverfahren sind jedoch für Messungen zwei oder mehr Signalanalysatoren erforderlich, um die Kanalmatrix zu berechnen und die Signale zu demodulieren. In der Lösung von Rohde & Schwarz arbeitet einer der Analysatoren als Master, die anderen als Slaves. Sie werden vom Master getriggert und nur dazu eingesetzt, um die Daten aufzuzeichnen, die an zentraler Stelle gesammelt wurden. Bild 4 zeigt ein typisches Setup für Messungen an LTE-MIMOSignalen mit der Applikations-Firmware R&S FSQ-K102 für LTE. Die Option unterstützt alle MIMO-Betriebsarten mit bis zu vier Antennen (Bild 5). Als Ergebnis kann beispielsweise das Konstellationsdiagramm dargestellt werden, nachdem das Signal von verschiedenen Analysatoren zusammengeführt wurde (Bild 6).
Die für die hier genannten Messungen genutzten Signalanalysatoren stellen letztlich vielseitig skalierbare Geräte zum Test von MIMO-Sendeanlagen für die Standards WiMAX, LTE und WLAN dar. Auch für Empfängertests steht eine Reihe von Signalgeneratoren zur Verfügung [2, 3]. ha
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