Application Notes

Простые измерения коэффициента битовых ошибок (BER) для длительных псевдослучайных двоичных последовательностей (PRBS)

Анализатор спектра и сигналов R&S®FSW — высокопроизводительный прибор, поддерживающий измерение множества ключевых системных и компонентных параметров. Используя функцию измерения коэффициента битовых ошибок (BER) в опции R&S®FSW-K70P, можно точно определить частоту появления ошибок исходных данных для компонента или системы.

Измерительная задача

Для разработчиков компонентов и систем связи важно, чтобы используемое ими устройство обеспечивало необходимое качество модулирующих сигналов. Это непосредственно влияет на качество отправляемых данных. Плохое качество сигналов может негативно повлиять на голосовые вызовы и скорость передачи данных из-за их некорректной передачи.

Каждый бит в системе связи передается в символе данных. Точность модуляции измеряется по отклонению каждого принимаемого символа от идеальной позиции символа на диаграмме сигнального созвездия. Такое измерение называется модулем вектора ошибок (EVM).

Сигнал с превосходным значением EVM (то есть точности модуляции)
Сигнал с превосходным значением EVM (то есть точности модуляции)
Открытый Lightbox

Хотя это измерение полезно, оно ничего не говорит о влиянии ошибок данных в системе, так как возможно наличие плохого значения EVM в системе с отсутствием битовых ошибок.

Тот же сигнал с сильным искажением. Здесь имеет место низкое качество модуляции, но очевидно, что ни один символ не попадает в соседний квадрант.
Тот же сигнал с сильным искажением. Здесь имеет место низкое качество модуляции, но очевидно, что ни один символ не попадает в соседний квадрант.
Открытый Lightbox

Битовые ошибки возникают при появлении символа данных в неприемлемой области (квадранте для модуляции QPSK) на диаграмме сигнального созвездия. Это называется ошибкой распознавания символа. Такие ошибки возникают из-за искажения символа данных во время передачи данных по амплитуде, фазе, временной синхронизации или вносимому шуму. Когда это происходит, возникают битовые ошибки из-за повреждения полезных данных и некорректного приема данных.

Испытательная установка
Испытательная установка

Решение от компании Rohde & Schwarz

Битовые ошибки можно измерять с использованием как однопортовых, так и двухпортовых схем измерения.

Типичные однопортовые и двухпортовые схемы измерения

В однопортовой схеме измерения испытуемое устройство (ИУ) автоматически формирует шаблоны данных и формат модуляции, подлежащие измерению. В качестве примеров компонентов этой схемы можно привести чипсет передатчика или модем.

В прошлом измерение BER было трудоемкой и сложной задачей. Теперь процесс стал простым и почти мгновенным даже для очень больших и сложных шаблонов данных, таких как PRBS23, который содержит больше 8 миллионов возможных комбинаций, рассчитываемых заранее.

Настройка R&S®FSW-K70P

  • Во-первых, в R&S®FSW должна быть информация об ожидаемом типе модуляции, например QAM или QPSK. Кроме того, должно быть понятно, каким образом данные привязываются к каждой точке созвездия. Всякий раз, когда используется векторный генератор сигналов R&S®SMx, привязка может быть просто настроена на SMx, что обеспечивает стандартную привязку генератора независимо от модуляции.
  • Необходимо передавать прибору R&S®FSW информацию о том, что он будет использовать «известные данные» для процесса демодуляции и выбирать тип и источник данных.

Также на этом этапе возможно ручное изменение полинома или исключение тракта обратной связи.

  • Еще требуется отображение итоговых значений коэффициента битовых ошибок. Это можно настроить в разделе Window Config (Настройка окна) для измерения Modulation Accuracy (Точность модуляции).

Заключение

Имея базовую информацию по полиному PRBS и привязке данных, можно легко измерять BER с помощью R&S®FSW для любой последовательности PRBS независимо от ее длины.

Дополнительное преимущество — концепция работы с известными данными обеспечивает получение высокоточных результатов по EVM даже для сред с низким значением SNR.