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Mess- und Prüftechnik / 5G-OTA-Tests

Soft- und hardwarebasierte Nahfeld-Fernfeld-Transformationen

05. September 2018, 13:17 Uhr   |  Dr. Benoît Derat et al., Rohde & Schwarz München


Fortsetzung des Artikels von Teil 3 .

Nahfeldmessung der Transceiver-Leistungskennzahlen

Eine weitere entscheidende Frage ist die OTA-Messung von Transceiver-Leistungskennzahlen wie EVM, ACLR und SEM. Bei softwarebasierten NFFF-Lösungen werden periodische Abschnitte des HF-Signals (die Träger) verarbeitet, die die Ausbreitung bestimmen. Dieser Teil des Signals ist jedoch für die Messung der oben genannten Parameter irrelevant. Für diese müssen Informationen aus der Signalmodulation extrahiert werden.

Die erste Schwierigkeit besteht darin, dass diese Größen stark vom Signal/Rauschverhältnis (Signal-to-Noise Ratio, SNR) am Empfänger abhängen (einem Spektrumanalysator mit dem Prüfling im TX-Modus oder dem Prüfling selbst im RX-Modus). Dieses Problem kann umgangen werden, indem zunächst die vollständige 3D-TX- oder RX-Strahlungscharakteristik ermittelt wird, um die Hauptstrahlrichtung zu bestimmen. In dieser Richtung mit dem größten SNR kann dann eine Demodulation und z.B. eine EVM-Messung erfolgen.

Die Frage bleibt jedoch, ob die resultierenden Werte zuverlässig sind und die Ergebnisse widerspiegeln, die man bei einer Fernfeldmessung erhalten hätte. Im Fall eines einzelnen Transceivers muss die NF-EVM mit der FF-EVM übereinstimmen, sofern das SNR über einem bestimmten, vom Modulationsverfahren abhängigen Schwellenwert liegt (z.B. besser als 20 dB). Bei mehreren unabhängigen, gleichzeitig arbeitenden Transceivern besteht aufgrund der Positionsabhängigkeit der Rauschzahl im Nahfeld unter Umständen kein direkter Zusammenhang zwischen der NF-EVM und der FF-EVM.

Hardwarebasierte NFFF-Transformationen schaffen Klarheit

Alternative Testverfahren ermöglichen OTA-Messungen im Nahfeld mit Hilfe hardware- statt softwarebasierter Transformationen. Die Grundidee besteht darin, innerhalb einer definierten QZ-Region über eine geringe Entfernung physikalisch Fernfeldbedingungen herzustellen. Dies wird auch als indirekte Fernfeldmessung bezeichnet.

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1. Soft- und hardwarebasierte Nahfeld-Fernfeld-Transformationen
2. OTA-Bestimmung von Leistungskennzahlen
3. Softwarebasierte NF-Transformationen leisten die TX-Mathematik
4. Nahfeldmessung der Transceiver-Leistungskennzahlen
5. Höherer QZ-Wirkungsgrad
6. Planarwellensynthese: kosteneffiziente OTA-Tests an 5G-FR1-Basisstationen
7. Fazit
8. Glossar

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