Rundfunktestsystem

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Interne Signale verarbeiten

Für interne Signale stellt der Signalgenerator zwei unabhängige Echtzeit-HF-Signalpfade mit jeweils einer Modulationsbandbreite von 160 MHz bereit. Extern zugeführte analoge I/Q-Signale können abhängig von der eingestellten Frequenz eine Bandbreite bis 2 GHz haben. Bei den internen HF-Pfaden hat der Nutzer die Wahl zwischen 3 GHz oder 6 GHz als obere Frequenzgrenze. Auch gemischte Varianten mit 3 GHz und 6 GHz in einem Gerät sind verfügbar. Die beiden koppelbaren oder auch voneinander unabhängigen HF-Pfade lassen sich getrennt voneinander bedienen und konfigurieren. So können zwei unterschiedliche oder aber auch gleiche Übertragungsstandards in die FPGA-Echtzeitcoder geladen werden.

Das SSB-Phasenrauschen liegt bei einem Wert von –135 dBc (1 Hz) und wird durch eine hervorragende Signalfilterung ergänzt. Das zeigt sich bei den generierten HF-Signalen: Ihre Werte hinsichtlich Schulterabstand und Modulationsfehler (MER) sind exzellent. Noch bessere SSB-Phasenrauschwerte bietet die Option Low Phase Noise mit bis zu –139 dBc (1 Hz).

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Der Pegel des Ausgangssignals wird mit der eingebauten elektronischen Eichleitung eingestellt, sie hat einen weiten unterbrechungsfreien Bereich. Die Ausgangsleistung pro HF-Pfad beträgt maximal 18 dBm und bietet damit für alle Rundfunksignale und Störsignalszenarien einen ausreichend großen Pegelbereich.

Der gesamte physikalische Übertragungskanal

Portable und mobile Endgeräte unterliegen sich ständig ändernden Empfangsbedingungen,was realitätsnah simuliert werden muss. Dafür bietet das Gerät diverse Rauschquellen, Vorverzerrung für die Sende- und Empfangsseite, einen auch für MIMO-Szenarien geeigneten leistungsstarken Fading-Simulator sowie Mehrfach-ARB-Generatoren. Zudem können mit den beiden HF-Pfaden Gleichwellennetze (SFN) und Diversity-Szenarien simuliert werden. Signale diverser Rauschquellen mit breitbandigem oder bandbreitenbegrenztem Gaußschem Rauschen, Impulsrauschen und die Signale aus einer Option für 10 MHz breites Phasenrauschen können kombiniert und zum jeweiligen Nutzsignal addiert werden. Anwenderdefinierte Phasenrauschkurven lassen sich direkt am Touchscreen eingeben, das Gerät berechnet intern die neuen Koeffizienten und die Phasenrauschkurve.

Die integrierte Vorverzerrung simuliert lineare und nichtlineare Vorverzerrungen auf Sende- und Empfangsseite. Satellitenübertragungsszenarien mit IMUX- und OMUX-Kurven lassen sich ebenfalls simulieren. Auch die Eingangseigenschaften von Tunern können mit dieser Funktionalität nachgebildet werden. Die FPGA-basierte Fading-Hardware bietet bis zu 40 Pfade pro HF-Kanal und deckt damit Tests für DAB-SFN oder DVB-T2-MISO ab. Für die Simulation von Szenarien mit 2 × 2 MIMO können die von zwei Fading-Baugruppen bereitgestellten jeweils 40 Fading-Pfade intern intelligent auf vier Übertragungswege aufgeteilt werden.

Die beiden unabhängigen HF-Kanäle mit ihren Übertragungssimulationen eignen sich zudem für komplexe Mehrfach-Diversity-Szenarien, wozu die Oszillatoren der beiden Modulatoren bei Bedarf auch phasenstarr miteinander verkoppelt werden können. Die Herausforderungen für Empfängerchip- und Empfangsgerätehersteller, Zertifizierer und Testhäuser liegen heute hauptsächlich bei den Tests der Empfangseigenschaften breitbandiger und multi­standardfähiger Endgeräte. Dabei spielen Störsignale oder Übertragungsstandards eine entscheidende Rolle. Alternativ zur Signalerzeugung mit den Echtzeitcodern können mit den flexiblen Mehrfach-ARB-Generatoren synthetische Signale mit einer Länge bis 1 GSample ausgespielt werden. Beide HF-Pfade sind mit je einem ARB-Generator ausgestattet, der bis zu acht voneinander unabhängige Störsignale generieren und so realitätsnahe und komplexe Störsignale erzeugen.

Aufgrund der hohen Speichertiefe lassen sich breitbandige Satelliten- oder ­Whitespace-Signale generieren und intern zum vom Echtzeitcoder erzeugte Nutzsignal addieren. Jedes einzelne Störsignal kann der Anwender innerhalb der Bandbreite von 160 MHz frei positionieren und den Pegel auf ein C/I-Verhältnis bis zu 60 dB einstellen. Die Software R&S WinIQSim2 simuliert Szenarien im Zusammenhang mit Digitaler Dividende oder Whitespace. Die I/Q-Signale werden generiert und zahlreiche zellulare Mobilfunkstandards unterstützt. Zusammen mit dem ARB-Generator werden passende Störsignale generiert und zum Nutzsignal addiert.

Über die weitverbreiteten ASI- und ETI-Schnittstellen hinaus bieten die Echtzeitcoder für Rundfunk­anwendungen zusätzlich eine IP-Schnittstelle, wie sie auch bei DVB-T2, DVB-C2 und DVB-S2 beschrieben ist. Über diese können Audio, Video und Daten extern zugeführt werden. In der Chip- und Tuner-Entwicklung ist es erforderlich, die Datenrate und -formate von I/Q-Daten vielseitig nutzen zu können. Dafür stehen mehrere digitale I/Q-Schnittstellen zur Verfügung, die flexible Daten-Ein- und -Ausgabe und damit ideale Test- und Designmöglichkeiten bieten.

* Ralph Kirchhoff arbeitet als Product Manager Broadcasting Signal Generators bei Rohde & Schwarz in München.

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