Optimice su analizador de señal y espectro para cumplir con los requisitos de la magnitud del vector de error más exigentes

Su misión

Recientes avances en los estándares celulares y no celulares muestran una clara tendencia hacia mayores anchos de banda, así como a modulaciones de órdenes superiores. Esto afecta de manera directa a los requerimientos de rendimiento de la magnitud del vector de error (EVM) tanto de los dispositivos como para la instrumentación de prueba y medición. Por ejemplo, la versión más reciente del estándar IEEE 802.11be duplicó el ancho de banda máximo de 160 MHz a 320 MHz y apuesta por órdenes de modulación de hasta 4096QAM. En consecuencia, este estándar establece el límite de la magnitud del vector de error cuando se utiliza una modulación de 4096QAM a –38 dB, que es considerablemente más exigente que los límites en anteriores estándares Wi-Fi®. Dado que este límite se aplica a nivel de sistema, los requisitos de la magnitud del vector de error a nivel de componente tienen que ser aún más exigentes a fin de asegurar que la magnitud del vector de error general a nivel de sistema esté en conformidad con el estándar. Por lo tanto, los fabricantes de amplificadores y chips de Wi-Fi® esperan analizadores de señal y espectro con una magnitud del vector de error residual entre –53 dB y –55 dB para asegurarse de disponer de un margen suficiente para una caracterización confiable de componentes.

Los requisitos de rendimiento de la magnitud del vector de error también están volviéndose más exigentes en escenarios de prueba OTA de la red 5G, donde los niveles de señal suelen ser muy bajos debido a la pérdida de trayectoria en espacio libre. El rendimiento de la magnitud del vector de error del analizador de señal y espectro tiene que ser lo suficientemente bueno para manejar estos tipos de niveles de señales.

Estos requisitos representan un verdadero desafío, incluso para un instrumento de gama alta con un rendimiento de RF sobresaliente, como el analizador de señal y espectro R&S®FSW. La exigencia de mejoras para aumentar el rendimiento de la magnitud del vector de error está aumentando de manera considerable.

Solución de Rohde & Schwarz

Al considerar un dispositivo con una señal referencial (s_ref) en su entrada, la señal medida (s_meas) en el R&S®FSW contiene tanto contribuciones de ruido del trayecto de la señal hasta la entrada del R&S®FSW (contribuciones externas) como el ruido interno del instrumento.

Este ruido del receptor de banda ancha es quien principalmente contribuye a la magnitud del vector de error residual de los analizadores de señal y espectro y aumenta con incremento del ancho de banda. Para eliminar este ruido el R&S®FSW puede equiparse con la opción de cancelación de ruido I/Q R&S®FSW-K575. Esta opción de software corrige la señal de tal manera que solo contenga contribuciones de ruido externas (no las causadas por el instrumento), es decir,

con la opción de cancelación de ruido I/Q R&S®FSW-K575 se procederá de la siguiente manera:

• En primer lugar realiza una única captura de la smeas Como se muestra en la Fig. 1, esto incluye todas las contribuciones de ruido, es decir:

• En caso de una señal repetitiva puede demostrarse fácilmente que la ponderación de la señal medida en múltiples capturas puede eliminar todo el ruido casi por completo, es decir, (donde S_avges la señal tras la ponderación):

• Las ecuaciones anteriores muestran que ruido total (n_total)pueden derivarse de las mediciones disponibles:

• Puede calcularse de manera fácil el total de la potencia de ruido (N_total) a partir de ntotal. Además, la potencia de ruido del receptor (N_RX) puede medirse con una entrada R&S®FSW terminada. Esta medición se realiza de manera interna sin necesidad de cambiar la configuración de medición.
• Ya que ahora se conocen N_totaly N^_RX, puede determinarse la relación entre el ruido externo y la potencia de ruido total:

• Sobre esta base (n_external) es:

• A continuación, puede derivarse la señal corregida:

Impacto en los resultados de medición

Al eliminar el ruido de banda ancha inherente del instrumento la opción de cancelación de ruido I/Q R&S®FSW-K575 puede reducir de manera significativa la magnitud del vector de error residual del R&S®FSW, especialmente para niveles de potencia de entrada bajos donde la magnitud del vector de error está principalmente dominada por el ruido de banda ancha. La Fig. 3 muestra un ejemplo de mejora de la magnitud del vector de error residual del R&S®FSW para una señal IEEE 802.11be de 320 MHz de ancho a 6.905 GHz.

En el enfoque descrito anteriormente, el R&S®FSW-K575 aplica cancelación de ruido a datos I/Q sin procesar y puede proporcionar la señal corregida a un gran número de aplicaciones de software del analizador. Por lo tanto, puede mejorar no solo la magnitud del vector de error, sino todas las mediciones que estas aplicaciones admiten.

Resumen

La opción de cancelación de ruido I/Q R&S®FSW-K575 ayuda al R&S®FSW a abordar mejor los requerimientos de rendimiento de la magnitud del vector de error más exigentes con una simple actualización de software en lugar de realizar cambios en el hardware del instrumento. Gracias a su naturaleza genérica, esta opción puede utilizarse en otras aplicaciones de medición y mejora todas mediciones admitidas.