Applications & Livres blancs pour les communications sans fil 5G

  • Les radiofréquences des bandes avoisinant 28 GHz sont actuellement examinées en tant que candidates aux communications mobiles de cinquième génération (5G). Dans le contexte de la 5G, l'orientation de faisceau constituera une caractéristique clé. Et en la matière, les capacités des stations de base et des équipements utilisateur poseront un réel défi en termes de test, et ce à chaque phase : de la R&D à la production. Les mesures conduites seront essentiellement remplacées par des mesures en champ libre du rayonnement électromagnétique. Pour répondre parfaitement à de telles exigences, Rohde & Schwarz propose la solution de mesure de puissance de type OTA (Over-the-Air) R&S®NRPM.

    Cette solution intègre les modules d'antenne R&S®NRPM-A66. Ces modules disposent de détecteurs à diode intégrés. Aussi, aucun câble n'est présent entre l'antenne et le détecteur, comme c'est le cas dans les montages de mesure classiques. Cette approche évite les pertes RF élevées et potentiellement inconnues. Équipés de leurs détecteurs à diode intégrés, les modules d'antenne R&S®NRPM-A66 sont étalonnés en usine. L'utilisateur peut donc obtenir des résultats de mesure de haute précision sans procéder à aucun étalonnage.

    Cette note d'application contient un contexte théorique sur les mesures OTA de diagramme et de puissance. Elle fournit des instructions étape par étape destinées à la vérification du niveau de puissance et du diagramme de rayonnement d'un dispositif sous test (DUT, Device Under Test) par rapport à un dispositif idéal (golden device). Elle présente également une approche de la vérification de l'orientation précise du faisceau.

  • Le rendement énergétique RF au niveau des entrées (RFFE), spécialement au niveau des émetteurs, continue à prendre de l'importance. Relever le défi de l'efficacité est extrêmement difficile à des fréquences et à des largeurs de bandes de fonctionnement plus élevées, comme celles proposées pour la 5G.

    Il existe un groupe d'architectures RFFE d'émetteurs RFFE dont le signal de sortie est construit à partir de deux composants générés efficacement, ou plus. Dans les faits, cette construction de signal signifie que de telles architectures utilisent une linéarisation prédictive après correction. Leurs natures prédictives permettent à la distortion d'être (en théorie) complètement éliminée, quelles que soient les propriétés non-linéaires des voies individuelles des signaux.

    Les possibilités d'avoir des configurations synthétiques relatives aux signaux multivoies avec le R&S®SMW200A, en association avec la précision de l'analyseur R&S®FSW et la polyvalence fournie par ses caractéristiques, facilitent les analyses dédiées à ce genre d'émetteurs et font de ces appareils un investissement pour le futur - indépendamment de l'architecture d'émetteur étant développée.

    Le document se focalise sur les dispositifs relatifs à la nouvelle interface radio 5G candidate 3.5 GHz, mais ses conclusions peuvent aisément être transposées pour une utilisation dans les bandes K des applications satellites ou dans les bandes des ondes millimétriques candidates à la nouvelle interface, où le rendement est un objectif toujours plus crucial de la conception avec des contraintes de linéarité non négociables.

  • La stabilité de phase, ou verrouillage de phase, dans le domaine temporel constitue une caractéristique essentielle des signaux à phase cohérente. Un signal de référence commun à 1 GHz préserve une stabilité de phase élevée entre les sorties RF de différentes sources vectorielles R&S®SGT100A SGMA.

  • La nouvelle solution d'analyse de la sécurité de connexion IP pour la plate-forme R&S®CMW500 identifie à un stade précoce de développement les vulnérabilités de la connexion IP d'appareils de communication IdO et mobiles.

  • Les réseaux 5G devront offrir davantage de capacité et de flexibilité tout en réduisant les dépenses opérationnelles du système. Deux nouvelles technologies mises en œuvre simultanément permettent de résoudre les problèmes d'augmentation de la capacité et d'augmentation du rendement énergétique : Virtualisation et MIMO massive. Ce livre blanc fournit un aperçu des solutions de test qui répondent aux exigences actuelles et futures concernant la vérification des antennes, y compris les deux méthodes de test par conduction ou par voie hertzienne (OTA), qui résultent de la mise en œuvre de la technologie d'antenne MIMO massive.

    Ce livre blanc complète la formation de faisceaux des ondes millimétriques : caractérisation et choix conceptuels pour les antennes en réseau Livre blanc (1MA276) de Rohde & Schwarz, qui introduit la théorie fondamentale qui sous-tend les antennes à formation de faisceaux et présente des méthodes de calcul dédiées aux diagrammes de rayonnement, ainsi qu'un certain nombre de résultats de simulation et de résultats de mesure réels pour les antennes en réseau rectiligne.

  • L'amplificateur Doherty continue d'être déployé dans un nombre croissant d'applications TxFE ("Transmit Frontend"), en tant qu'architecture d'amplificateur quasi-linéaire de choix.

    L'avènement de la technologie 5G, avec son inévitable interface radio à micro-ondes ou à ondes millimétriques, augmente les difficultés en termes de conception et de construction ; notamment à cause de l'augmentation potentielle de la dispersion dans les amplificateurs et combineurs constitutifs.

    Cette note d'application décrit une méthodologie de développement basée sur la mesure, au moyen de laquelle l'amplificateur Doherty peut être amélioré, augmentant ainsi les performances et/ou la largeur de bande de fonctionnement. Cette méthodologie est étayée par un exemple concret.

    La méthodologie peut également s'étendre aux amplificateurs équilibrés, combinés spatialement et en opposition de phase (appelés "pushpull" ou "différentiels") ; ces derniers sont souvent imbriqués eux-mêmes dans les configurations Doherty.

    Le logiciel de séquençage R&S®Quickstep peut être téléchargé depuis les pages Web suivantes :

    https://www.rohde-schwarz.com/software/quickstep/

  • Les plages des ondes millimétriques gagnent en intérêt dans l'industrie des satellites et dans le domaine des bandes 5G potentielles.

    Les antennes dédiées aux applications 5G exploitent ces hautes fréquences pour intégrer un nombre important d'éléments rayonnants. Ces antennes en réseau sont essentielles aux opérations de formation de faisceaux qui, elles-mêmes, jouent un rôle important au sein des réseaux de prochaine génération.

    Ce livre blanc présente certains aspects de la théorie fondamentale qui sous-tend les antennes à formation de faisceaux. Outre ces concepts de base, il présente des méthodes de calcul dédiées aux diagrammes de rayonnement, ainsi qu'un certain nombre de résultats de mesure réels pour les antennes en réseau rectiligne.

  • La large adoption de schémas de modulation d'ordre supérieur, les largeurs de bande de signal supérieures et les fréquences de fonctionnement plus élevées, permettant un débit de données plus élevé dans les liaisons de communication telles que la 5G, imposent des exigences croissantes concernant le frontal. La fidélité des signaux est souvent améliorée avec la linéarisation.

    Le grand nombre de chaînes RF et la largeur de bande de signal dans les frontaux 5G laisse à penser que la DPD (Digital Pre-Distortion) pourrait ne plus être le choix de linéarisation par défaut ; Les frontaux 5G seront complètement différents de leurs prédécesseurs 4G.

    Les paramètres clés que sont l'efficacité, la linéarité, la largeur de bande et la puissance de sortie demeurent, de même que la question de savoir comment créer le signal avec juste assez de fidélité et de puissance, avec une perte de puissance minimale. Cependant, la solution à cette question n'a jamais été aussi importante.

    Parmi d'autres sujets, ce livre blanc, (i) propose une classification des schémas de linéarisation, (ii) introduit le limiteur à niveau constant, (iii) illustre la linéarisation d'un ampli de puissance à ondes millimétriques exemplaire utilisant des techniques non DPD, et (iv) introduit une classe d'émetteurs linéarisés qui créent leur signal et linéarité à partir de composants générés efficacement.

  • La technologie à bande large mobile avancée, la communication de type machine massive, la communication ultra fiable et de délai de latence court ont été identifiées comme exigences à être supportées pour la 5ème génération de communication mobile (5G). Le thème 5G est abondamment discuté dans l'industrie sans fil. Beaucoup de recherche et de prédéveloppement sont menés dans le monde entier, y compris l'analyse de formes d'ondes et de principes d'accès qui forment la base pour les réseaux actuels LTE et LTE-Advanced.

    Dans cette note d'application, nous décrivons les formes d'ondes envisageables pour la 5G, énumerons les advantages and les inconvénients et les comparons au multiplexage orthogonal par répartition en fréquence (OFDM) utilisé sur les réseaux LTE/LTE-Advanced.

  • La génération de signaux modulés numériques à large bande, dans la bande V et les niveaux supérieures, est une tâche difficile et nécessite généralement un ensemble de plusieurs instruments. Cette note d’application vise à simplifier la tâche et traite aussi de la partie d’analyse. Les derniers analyseurs de signaux et de spectre, comme le R&S®FSW67, sont les premiers à permettre l'utilisation dans la bande V jusqu'à 67 GHz sans conversion de fréquence externe. Une bande passante de modulation allant jusqu’à 2 GHz peut être couverte à l’aide de l’option R&S®FSW-B2000.

    L’ancienne note d’application 1MA217 décrit la génération de signaux dans la bande V et l’analyse d’une bande passante d’une modulation allant jusqu’à 500 MHz. Cette note d’application élargit la bande passante de modulation à 2 GHz, cela dit une configuration alternative est aussi utilisée pour couvrir la bande passante nécessaire et pour obtenir une pureté accrue dans la production de signaux.

  • La vérification de l’attribution des fréquences et l’analyse approfondie des signaux transmis sont très importantes dans de nombreux domaines. Par exemple, la norme IEEE 802.11ad utilise une bande passante de 2 GHz environ dans le domaine fréquentiel de 60 GHz. Les chercheurs et les développeurs de radars automobiles discutent de la bande de fréquences de 79 GHz avec une bande passante disponible allant jusqu’à 4 GHz. Finalement, la technologie à venir (c.-à-d. la 5G) pour les réseaux cellulaires discute de l'utilisation de signaux d'un maximum de 2GHz dans les bandes de fréquences des ondes centimétriques et millimétriques.

    Cette évolution technique indique déjà la nécessité de la mesure et de l’analyse de signaux dans le domaine des ondes millimétriques avec une bande passante élevée.

    Par conséquent, cette note d’application présente une méthode pour mesurer et analyser les signaux avec une bande passante instantanée allant jusqu’à 2 GHz en utilisant de nouveaux outils de la plate-forme que constitue l’analyseur de signaux et de spectres FSW conjointement avec un oscilloscope numérique RTO.

  • Cette note d’application décrit comment générer et analyser les signaux à modulation numérique en large bande dans la gamme d’ondes millimétriques.

    L’équipement de mesure de Rohde & Schwarz et certains accessoires prêts à l’emploi fournis par des tiers sont utilisés à la fois pour la production et l’analyse de signaux. Des résultats de mesures qui montrent les performances typiques pour les signaux d’ondes millimétriques, en termes d’amplitude du vecteur d’erreur (EVM) et de puissance dans le canal adjacent (ACLR), sont présentés.

    Deux configurations de test et leurs résultats de mesure sur un module émetteur-récepteur commercial en bande V sont présentés.

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