Reduzieren Sie die Testzeiten von 5G-NR-Mehrträgersignalen mit R&S®Server-Based Testing

Ihre Anforderung

Die Leistungsfähigkeit eines 5G-NR-Mehrträger-Messobjekts muss bewertet werden. Dafür ist der Fehlervektorbetrag (EVM) das entscheidende Messkriterium.

Aufgrund der Komplexität und größerer Bandbreiten sind die Testzeiten für 5G-NR-Signale im Vergleich zu äquivalenten Messungen bei früheren Generationen drahtloser Kommunikationstechniken gestiegen. Um langen Testzeiten entgegenzuwirken, kann man optional nur einen Teil des 5G-Frame evaluieren. Allerdings ist dies nicht möglich, falls die Messungen konform zum 3GPP-Standard sein müssen und der gesamte Frame zu analysieren ist.

Betrachten wir die Messung des kompletten Frame eines 5G-NR-Mehrträgersignals im Frequenzbereich 2 (FR2), wobei jeder Komponententräger eine Bandbreite von 100 MHz aufweist.

Mit der Option R&S®FSx-K144 5G NR an Midrange- bzw. High-End-Spektrumanalysatoren von Rohde & Schwarz können Sie ein Messszenario einrichten, um die EVM-Performance in Abhängigkeit von der Leistung zu bewerten, wie in der Abbildung links gezeigt. Allerdings werden die Träger sequentiell gemessen und die Testzeiten verhalten sich proportional zur Zahl der zu messenden Träger.

Lösung von Rohde & Schwarz

R&S®Server-Based Testing unterstützt bei der Reduzierung von Testzeiten für 5G-NR-Mehrträgersignale sowohl durch Outsourcing der Signalanalyse als auch durch den Einsatz von Parallelverarbeitung. Der Anwender entscheidet über den Grad der Parallelisierung und kann die Signalanalyse-Microservices (SAMS) konfigurieren, mit denen die Arbeiten erledigt werden.

Hinweis: Die Microservices nutzen dieselben Algorithmen wie die Optionen am Messgerät (beispielsweise R&S®FSV3-K144 für die 5G-NR-Analyse). Daher sind die Messergebnisse von R&S®Server-Based Testing identisch zu denjenigen an den Messgeräten.

R&S®Server-Based Testing zeigt sein volles Potential, wenn es auf einer leistungsstarken Serverhardware installiert wird und I/Q-Daten von mehreren Quellen empfängt. Diese Application Card zeigt, dass die Verbesserungen bei den Testzeiten signifikant sind. Dies gilt selbst für Fälle, bei denen nur ein einziges Messgerät als I/Q-Datenquelle zum Einsatz kommt. Um dies zu belegen, werden die Messungen der Pegel-Sweep-Mehrträger-EVM-Performance zweimal durchgeführt (siehe Abbildung rechts):

• Ausschließlich am R&S®FSVA3000
• Signalanalyse durchgeführt mit R&S®Server-Based Testing

In beiden Fällen führte das Messgerät sowohl die Auto-Amplitudenregelung als auch die I/Q-Erfassung durch. Die Signalanalysezeit steigt proportional mit der Zahl der Komponententräger. Jede Trägeranalyse ist unabhängig und kann mit R&S®Server-Based Testing parallel zu weiteren Trägern analysiert werden. Die Abbildung oben zeigt, dass die Testzeiten für Messungen mit acht Komponententrägern um 89 % reduziert werden, wenn R&S®Server-Based Testing im Vergleich zum Szenario mit nur einem Messgerät betrachtet wird.

Ermitteln der optimalen Zahl von Signalanalyse-Microservices (SAMS)

Die optimale Zahl von SAMS lässt sich mit dem Multiserver-Warteschlangen-Modell abschätzen. Zwei Parameter spielen eine wichtige Rolle: die gemittelte Eintreffrate von I/Q-Daten und die Durchschnittszeit, die ein SAMS für die Durchführung der Signalanalyse benötigt.¹⁾

¹⁾ Für weitere Informationen zur Abschätzung der optimalen Zahl von SAMS wenden Sie sich bitte an das Spektrumanalysator-Produktmanagement von Rohde & Schwarz.

Welche Hardware wird benötigt?

Sobald die Zahl der erforderlichen SAMS bekannt ist, kann die Hardware dementsprechend gewählt werden. Um die gewünschte Zeitersparnis für die Mehrträgermessungen zu erreichen, genügen vier SAMS. Rohde & Schwarz empfiehlt zwei Prozessorkerne für jeden SAMS.

Das Messszenario wurde auf zwei unterschiedlichen Hardwarekonfigurationen ausgeführt: einem PC mit kleinem Formfaktor und acht Prozessorkernen und auf einem leistungsstarken Server mit 40 Prozessorkernen.

Die CPU des kleinen PC weist eine höhere Taktfrequenz auf und ist geringfügig stärker bei der Konfiguration von bis zu vier SAMS. Die Hardwareressourcen auf dieser Maschine sind nicht ausreichend, um acht parallel arbeitende SAMS zu unterstützen. Wenn das Messszenario mit zwei Geräten als I/Q-Datenquelle und acht SAMS mithilfe von R&S®Server-Based Testing ausgeführt wird, ist die Testzeit mit dem kleinen PC im Vergleich zur Serverkonfiguration ca. 52 % länger.

Fazit

R&S®Server-Based Testing zeigt sein volles Potential, wenn es I/Q-Daten von mehreren Quellen empfängt. 5G-NR-Mehrträgermessungen lassen sich gut parallelisieren und eignen sich ideal, um Messungen an Daten zu beschleunigen, die mit nur einem Gerät erfasst wurden. Die Hardwareanforderung für dieses Szenario ist nicht hoch und ein PC mit kleinem Formfaktor ist in der Lage, die Testzeiten für Messungen mit acht Komponententrägern um bis zu 89 % zu reduzieren. Bei anspruchsvolleren Messszenarien mit mehreren konfigurierten I/Q-Quellen wird eine adäquate Serverhardware für R&S®Server-Based Testing benötigt.

Wesentliche Merkmale und Vorteile

• Hilfreich für die Beschleunigung von exakten Charakterisierungen bei 5G-NR-Mehrträger-Messobjekten
• Aktuell werden 3GPP-konforme 5G-DL- und -UL- sowie 4G-DL-EVM-Berechnungen unterstützt
• Zusätzliche Unterstützung für spektrale Messungen wie SEM und ACLR gemäß Industriestandard
• Der Grad an Parallelisierung mit R&S®Server-Based Testing wird durch die spezifischen Anforderungen und/oder durch den Ingenieur/Anwender bestimmt
• Kompatibel mit jedem Messgerät von Rohde & Schwarz, das die Erfassung und den Export von I/Q-Daten unterstützt (I/Q-Daten müssen in einem kompatiblen Format vorliegen)
• Fokus auf Bedienung vor Ort (keine Internetverbindung erforderlich)