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Agilent MXAシグナル・アナライザ N9073A-1FP W
Agilent MXAシグナル・アナライザ N9073A-1FP W-CDMA測定アプリケーション N9073A-2FP HSDPA/HSUPA測定アプリケーション Technical Overview デモ・ガイド N9020A MXAシグナル・アナライザは、 標準的なスペクトラム・アナライザ機能、 性能と速度の両立により、包括的なRF測定を実現します。 N9073A W-CDMA測定アプリケーションは、3GPPベースの 基地局/UEのデザイン、評価、製造に便利なワンボタン測定と 変調解析機能を備えています。 開発/製造用3GPPコンフォーマンス・テスト Agilent N9020A MXAシグナル・アナ ライザは、強力なワンボタン測定機能、 優れた機能、最高速の測定速度を備え、 最高26.5 GHzのミッドレンジ・アナラ イザでは最高の性能を提供します。 3GPP規格は複雑なので、システムの 開発/評価には、柔軟性の高い高度な 変 調 解 析 が 必 要 で す 。 N9073A WCDMA測定アプリケーションは、 MXAシグナル・アナライザの測定機能 を拡張し、3GPPシステムの開発/製 造が容易になります。 N9073A W-CDMA測定アプリケーション搭載のMXAシグナル・アナライザ ● ● RFパワー測定、スプリアス・サー チ、デジタル復調、一般的なスペ クトラム解析を1台のアナライザで 提供することにより、テスト・シ ステムを簡素化 多くの機能と直感的なユーザ・イ ンタフェースにより、トラブルシ ューティング/デザイン検証を効 率化 ● 速度、信頼性、使いやすさによる、 製造の効率化 ● ファームウェアの継続的な更新に よる、最新の3GPP規格への対応 N9073A W-CDMA測定アプリケーショ ンには、以下の2つのオプションがあ ります。 ● ● N9073A-1FP:W-CDMA測定 アプ リケーション ● 製品の概要と測定機能 ● デモ・ガイド ● MXA W-CDMA測定アプリケーシ ョンの主な仕様 ● オーダ情報 ● 関連カタログ N9073A-2FP:HSDPA/HSUPA測定 アプリケーション N9073A-1FP W-CDMA測定アプリケー ションでは、3GPPリリース99∼リリ ース6のTechnical Specifications Group TS25.141およびTS34.121に基づいたト ランスミッタ・テストが可能です。 16QAMのダウンリンクHS-PDSCHや 拡散係数2(3GPPリリース5および6で 定 義 ) の E - D P C C H な ど の HSDPA/HSUPA信号の復調解析を行な うには、N9073A-2FPも必要です。 N9073A-1FPおよび2FPの機能は、 Agilent PSA/E4406A測定パーソナリテ ィ(W-CDMA用のオプションBAFと HSDPA/HSUPA用のオプション210) と下位互換性があります。 2 本書の内容を以下に示します。 すべてのデモで、N9073A-1FPおよび 2FP搭載のN9020AとN7600B Signal Studioソフトウェア搭載のAgilent N5182A MXGベクトル信号発生器を使 用しています。 [ ] で囲まれたキー入 力はフロントパネル・キーを表しま す。画面の右端にあるソフトキーは太 字で記載しています。 測定機能 測定機能 N9073A-1FP W-CDMA測定アプリケーション ● チャネル・パワー ● ACLR用隣接チャネル漏洩電力 ● スペクトラム・エミッション・マ スク N9073A-2FP HSDPA/HSUPA測定アプリケーショ ンは1FPに以下の機能を追加(*) * 2FPを使用するには1FPが必要です。 ● スプリアス・エミッション ● 占有帯域幅 ● パワー統計CCDF ● コード・ドメイン解析 ● 変調精度(コンポジットEVM) ● パワー制御(スロット・パワー、 PRACHパワー、UE位相不連続部用 のスロット位相) ● QPSK EVM ● モニタ・スペクトラム1 ● IQ波形2 ● ● 1 2 コード・ドメイン解析 ● 既定義テスト・モデル5 ● HS-PDSCH 16QAM/QPSK自動検 出機能 ● 復調ビット(2進、16進フォー マット) ● AMC信号解析 ● 3GPP TS25.213で 定 義 さ れ た DPCH/E-DPCH構成に基づいた 適切なパワーβの計算 ● ダウンリンクのE-RGCH/ E-AGCH/E-HICH解析 ● アップリンクのSF2復調の E-DPCCH/E-DPDCH 変調精度 ● EVM測定用のHSDPA/HSUPA信 号 モニタ・スペクトラムは、簡単な周波数ドメイン測定です。 マーカやトレース演算などのツールも必要な場合は、掃引 スペクトラム・アナライザをスペクトラム・アナライザ・ モードで使用してください。 IQ波形とは、I/Qをサンプリングしたタイム・ドメインの トレースです。 3 デモの準備 デモの準備 Agilent MXGおよびMXAでこれらの復 調を実行するには、右の測定器とソフ トウェアが必要です。測定器のファー ムウェア/ソフトウェアを最新バージ ョンにアップデートしてください。 最新バージョンは以下のURLから入手 できます。 www.agilent.co.jp/find/mxg www.agilent.co.jp/find/mxa 測定器 モデル番号 必要なオプション Agilent MXGベクトル 信号発生器 N5182A ● Signal Studioソフトウェア N7600B ● 3GPP W-CDMA FDD MXAシグナル・アナライザ ● 503、508、513または526:26.5 GHz までの周波数レンジ EA3:3.6 GHz電子式アッテネータ(推奨) P0x:プリアンプ(推奨) B25:解析帯域幅25 MHz(W-CDMA ダウンリンクの4キャリアCCDFなどの、 10 MHz∼25 MHzのレンジでの解析に必要) N9020A 503または506:3 GHzまたは6 GHzの 周波数レンジ ● 651、652または654:内蔵ベースバンド・ ジェネレータ ● UNV:拡張ダイナミック・レンジ (ACP性能を高めるために必要) ● ● ● MXA測定アプリケーション N9073A ● ● Signal Studio用 コントローラPC 4 ● 1FP:W-CDMA測定アプリケーション 2FP:HSDPA/HSUPA測定アプリケーション N7600Bをインストールし、信号波形を作成 して、GPIB/LAN(TCP/IP)経由でAgilent MXGにダウンロードしてください。インストー ルおよびセットアップ方法については、オンラ イン・マニュアルを参照してください。 デモの準備(続き) 50 Ω RFケーブルを使って、Agilent MXGの50 Ω RF出力をMXAの50 Ω RF入力に接続した後、両方の測定器の電源をオンにします。 次に、W-CDMA信号(テスト・モデル1)を作成するために、Agilent MXGと Signal Studioソフトウェアを設定します。 手順 ソフトウェアの操作 Signal Studioソフトウェアで: Signal Studioソフトウェアを起動 します。 Start > Program > Agilent Signal Studio > 3GPP W-CDMA GPIB/LAN(TCP/IP)経由で接続された ハードウェアとして、Agilent MXGを 設定します。 Signal Studioの指示に従って、Agilent N5182A MXGに接続します。 信号の基本パラメータを、中心周波数 2.14 GHz、振幅−20 dBm、RF出力 オンに設定します。 左側にあるエクスプローラ・メニューのHardwareで Signal Generatorをクリックします。 一番上の緑のボタン [Preset] を押します。 Frequency=2.14 GHz、Amplitude=−20 dBm、 RF Out=On、ALC=On 波形セットアップのを選択します。 デフォルト設定は WCDMA FDD Downlink with Test Model 1 + 64 DPCHです。 左側にあるエクスプローラ・メニューのWaveform Setupの下のCarrier 1をクリックします。 Channel Configuration=Test Model 1 + 64 DPCH Channel Configurationメニューをプルダウンして、 W-CDMA FDDダウンリンク用の設定の数を確認 します。 詳細チャネル・セットアップのテスト 信号の条件を確認します。 Channel Setupをクリックして、各チャネルの パラメータ、ステート、CDP/CCDF表示を確認します。 信号をAgilent MXGにダウンロード します。 一番上のツールバーのGenerate and Download ボタンを押します。 エラーが発生した場合は、Signal Studioソフトウェア のオンライン・ヘルプを参照してください。 信号ファイルを保存します。 File > save As ...> WCDMA_Demo1.scp (任意の名前)。 波形ファイルをエクスポートします。 File > Export Waveform Data > Demo1.wfm (任意の名前)。 5 チャネル・パワー チャネル・パワー チャネル・パワー測定では、特定の帯 域幅(3GPP W-CDMA技術仕様に従っ て、デフォルトは5 MHz)内のチャネ ル・パワーとパワー・スペクトラム密 度(PSD)(dBm/Hz単位)が測定され ます。 以下のチャネル・パワー測定パラメー タを制御できます。 ● 積分帯域幅(デフォルトは5 MHz) ● トレースのアベレージング回数 (デフォルトは200回) ● データ・ポイント、101∼20001 (デフォルトは1001) ● RRCフィルタ・オン、フレキシブ ル・フィルタのα値(デフォルト はオフ) ● トリガ・ソース:フリーラン、ビ デオ、ライン、外部1/2、RFバース ト、周期タイマ(デフォルトはフ リーラン) 手順 MXA W-CDMAモードで: W-CDMAモードに設定します。 [Mode Preset] [Mode] W-CDMA with N9073A-2FPをインストールしている HSDPA/HSUPA 場合は、W-CDMA with HSDPA/HSUPA キーを使用します。 基地局(ダウンリンク)用のトランスミッタ [Mode Setup] Radio Device BTS MS 無線機を選択します。 中心周波数を2.14 GHzに設定します。 [FREQ] [2.14] GHz チャネル・パワー測定を実行します。 [Meas] Channel Power 図1. 6 キー入力 W-CDMAモードでのチャネル・パワー測定 ACP 隣接チャネル漏洩電力(ACP) トランスミッタのチャネル漏洩電力を 減らすことにより、同時に送信できる チャネル数が増加し、基地局の効率が 向上します。ACPRは3GPP W-CDMA 規格ではACLR(隣接チャネル漏洩電 力比)と呼ばれ、隣接チャネルのパワ ーを送信パワーを基準にして測定した ものです。この規格では、送信チャネ ルと隣接チャネルの両方のパワーを、 ロールオフ・ファクタが0.22のルー ト・ナイキスト・フィルタ(RRC)を 使用して測定する必要があります。 ● 最大12個の搬送波のマルチキャリ アACPの測定(図3は、4キャリア W-CDMAのACPのサンプルを示し たものです) ● 積分帯域幅の調整が可能 ● 最大6個のチャネル・オフセットの 選択 ● チャネル・オフセット周波数の選 択 ● 絶対パワーと相対パワーの調整/ 表示 ● スペクトラム・トレース上での棒 グラフの表示 ● 内蔵のアベレージング・ディテク タ(RMS)による高速化/高確度 の実現 ● RRCフィルタ・オン、フレキシブ ル・フィルタのα値 ● 雑音補正のオン/オフ(デフォル トはオフ) 手順 キー入力 MXA W-CDMAモードで: Test Model 1、64 DPCH、 2.14 GHzでACPを測定します。 [Meas] ACP アッテネータを変更してパワー・レベル を変更します。 [AMPTD] Attenuation > [上向き] [下向き] 矢印キー(アッテネータを増減) 1対のオフセットのリミットを調整 します。信号がリミット要件を満たさ ないと、左上コーナにある緑のPASS インジケータが赤いFAILに変わります。 [Meas Setup] Offset/Limits > Offset A > More > Rel Lim(Car)> [−90] dB 雑音補正をオンにして、測定結果を比較 します。雑音補正をオンにした方が確度 の高いACP結果が得られます(図2) 。 [Meas Setup] More > Noise Correction On Off 7 ACP(続き) 8 図2. リミット・テストでFAILインジケータが点灯したACPと雑音補正 図3. 4キャリアW-CDMAのACP(サンプル画面) スペクトラム・エミッション・マスク(SEM) スペクトラム・エミッション・マスク (SEM) 3GPP規格で求められているスペクト ラム・エミッション・マスク測定に は、さまざまな周波数オフセット、パ ワー・リミット/測定帯域幅(分解能 帯域幅)が含まれています。図4は、 キャリアからの周波数オフセットに対 するパワー密度の仕様要件を示したも のです(3GPP TS25.104 v.6.9.0から抜 粋)。MXAを使用すると、この規格に 適合した多くの測定が容易に行えま す。 注記: 手順 キー入力 MXA W-CDMAモードで: スペクトラム・エミッション・マスク 測定をオンにします。 [Meas] Spectrum Emission Mask 表示する値のタイプを選択します。 選択した値のタイプに応じて、下側の ウィンドウの測定値が変化するのを 確認します(図5) 。 [View/Display] Abs Pwr Freqまたは Rel Pwr FreqまたはIntegrated Power カスタマイズ可能なオフセット/ リミットを表示します。A∼Fの6組の オフセットまたは個々のオフセットの 測定パラメータ/リミット値を設定 できます。 [Meas Setup] Offset/Limits > More > Limits キャリアからの周波数オフセット Δf(MHz) SEMのデフォルト設定は、TS25.141で定義さ れているテストの許容値を考慮しています。 スペクトラム・エミッション・マスクの説明図 図4. SEM用のW-CDMA規格(TS 25.104 v.6.9.0から) 9 スペクトラム・エミッション・マスク(SEM) (続き) 図5. 10 スペクトラム・エミッション・マスク スプリアス・エミッション スプリアス・エミッション スプリアス・エミッション測定では、 3GPPで定義されている周波数バンド のスプリアス・エミッションのパワ ー・レベルを確認/測定します。この 測定では、合否判定リミットとレポー トされるスプリアスしきい値を設定で きます。最大200個の値の表示が可能 なテーブルに測定結果が表示されるの で便利です。 注記: MXAでRMSディテクタを使用してい る場合は、VBWはRBW:VBWが10:1に なるように自動的に設定されます。 このデモの手順では、レンジ・テーブルの編集方法と検出されたスプリアスのサ ーチ方法を示します。このレンジ・テーブルは、3GPP TS25.141 v7.4.0 Section 6.5.3.7.2 (バンドI、カテゴリB)から引用しています。 手順 キー入力 MXA W-CDMAモードで: スプリアス・エミッションに設定します。 [Meas] Spurious emissions 下の表のようにレンジ・テーブルを 編集します。ここでは、2.14 GHzの 搬送波用に変更します。 [Meas Setup] Range Table レンジ スタート ストップ RBW フィルタ スタート・リミットの絶対値 1 9 kHz 150 kHz 1 kHz ガウシアン −36 dBm 2 150 kHz 30 MHz 10 kHz ガウシアン −36 dBm 3 30 MHz 1 GHz 100 kHz ガウシアン −36 dBm 4 1 GHz 2.1 GHz 1 MHz ガウシアン −30 dBm 5 2.1 GHz 2.1 GHz 1 MHz ガウシアン −25 dBm 6 2.1 GHz 2.1275 GHz 1 MHz ガウシアン −15 dBm 7 2.1525 GHz 2.18 GHz 1 MHz ガウシアン −15 dBm 8 2.18 GHz 2.18 GHz 1 MHz ガウシアン −25 dBm 9 2.18 GHz 12.75 GHz 1 MHz ガウシアン −30 dBm 単一のスプリアス測定を実行します。 [Single] 検出されたスプリアスを5次で サーチします(図6) 。 [Meas Setup] Spur > 5 [Enter] 11 スプリアス・エミッション(続き) 注記:MXAは、一番下に“AC coupled: Accy unspec'd < 10 MHz”とい う警告ステータスを表示します。これ は、測定周波数が10 MHzを下回ると 表示されます。詳細については、 MXAのユーザーズ・ガイドを参照し てください。 図6. 12 スプリアス・エミッション 占有帯域幅 占有帯域幅 3GPP規格では、占有帯域幅(OBW) は全チャネル・パワーの99%を含む帯 域幅と定義されていて、送信された W-CDMA信号の占有帯域幅を5 MHz以 下にすることを求めています。 この測定では、表示スパンの全パワーが測定されます。さらに、スパンの上限と下 限でそれぞれパワーの0.5%を占めるようになるまで、右端と左端から内側に向っ てパワーが測定されます。このようにして計算された差が占有帯域幅となります。 3GPP規格に従って、MXAの合否判定リミット値は、デフォルトでは5 MHzです。 ● 占有帯域幅%パワーの変更が可能 手順 ● 99%の占有帯域幅とx dB帯域幅の 測定 MXA W-CDMAモードで: キー入力 占有帯域幅を測定します(図7) 。 図7. [Meas] Occupied Bandwidth [Meas Setup] 占有帯域幅 13 パワー統計(CCDF) パワー統計(CCDF) 相補累積分布関数(CCDF)は、ピー ク/平均パワー比(PAR)対確率のプロ ットで、信号のパワー統計の特性を表 しています。増幅器は優れた隣接チャ ネル漏洩電力性能を維持しながら、信 号の高いPARに対応できなければなら ないので、CCDFはW-CDMA/HSDPA 基地局用のパワーアンプをデザインす る際に重要なツールとなります。マル チキャリア・パワーアンプのデザイン では、さらに複雑になります。 ● 基準トレースの設定、ガウシアン 雑音トレースとの比較 ● 測定帯域幅と測定間隔の選択 ● トリガ・ソースの選択:ビデオ、 ライン、外部1/2、RFバースト、周 期タイマ 14 ここでは、W-CDMAのCCDFの測定が簡単であることを示します。 W-CDMAマルチキャリア・プリアンプ(MCPA)をCCDFで測定する場合は、 広い解析帯域幅(最大25 MHz)に対応するためにN9020A-B25が必要です。 手順 キー入力 MXA W-CDMAモードで: CDDFを測定し、セットアップ・ メニューを確認します(図8) 。 [Meas] Power Stat CCDF パワー統計CCDF(続き) 図8. CCDF 図9. 25 MHz帯域幅の4キャリアW-CDMAのCCDF(オプションB25搭載時のサンプル) 15 コード・ドメイン コード・ドメイン解析 コード・ドメイン解析では、さまざま な結果およびトレースが得られます。 まず、コード・ドメイン・パワー解析 では、コード・チャネルの信号パワー の分布を測定し、全信号パワーにノー マライズします。この測定により、各 コード・チャネルが適切なレベルで動 作していることを確認できます。この 測定は、コード化からRF部までのト ランスミッタのデザイン上の問題の特 定にも有効です。増幅器の非線形性な どのシステムの欠陥は、コード・ドメ インのパワーの不適切な分布として現 われます。 ● ● ピークEVM、RMS EVM、位相/ 振幅誤差、全パワー、チャネル・ パワーの測定 パラメータの手動調整によるデー タの再復調:0∼511のコード・チ ャネルの選択、7.5 ksps∼960 ksps のシンボル・レートの設定 ● 複数の同期オプションの中からの 選択、同期タイプの選択:CPICH、 SCH、シンボル・ベース、STTDの アンテナ2 CPICH、ダウンリンク用 のTSTDのSCHアンテナ1または2 ● プリアンブルの署名検出との PRACHメッセージ同期、アップリ ンク用のDPCCH同期 16 ここでは、W-CDMA信号をコード・ドメイン測定で解析します。 手順 キー入力 MXA W-CDMAモードで: コード・ドメイン測定を実行します。 [Meas] Code Domain 同期開始スロット番号を指定します。 [Meas Setup] Sync Start Slot 0 On/Off シングル測定に変更します。 [Single] 同期開始スロット番号を指定します。 [Meas Setup] 特定のチャネルのパワーとシンボル・ レートをマーカを使ってモニタします。 C8(16)のPICH(ページング・ インジケータ・チャネル)。 [Marker] [32] [Enter] C8(16)のアクティブ・マーカを 使って、コード・チャネルの特性を 調べます(図10)。 [Marker->] Mkr -> Despread I/Qシンボル・ビットを表示します。 [View/Display] Demod Bits 選択したスロットをシンボル・パワー・ オフ・ギャップにシフトします。 [Meas Setup] Meas Offset、またはノブを回すか、 [上向き] [下向き] 矢印キーを使用 ビット・フォーマットをバイナリ (0、1)からトライステート(0、1、X) に変更して、復調ビットのバースト・ オフ期間を見やすくします(図11) 。 [Meas Setup] Symbol Analysis > DTX/Burst Detect On/Off コード・ドメイン(続き) ● アクティブ・チャネルの識別 ● パワー・グラフ/指標、CDP/CDE グラフ、I/Qエラー、コード・ドメ イン4分割表示、復調ビットの表示 ● 8/16フレームと捕捉インターバル による詳細な解析 ● 圧縮モード、バースト/DTX、閉ル ープ・ダイバーシティ用の高度な シンボル解析 図10. コード・ドメインのパワー・グラフ(PICH、C8(16)にマーカを設定) 図11. コード・ドメインのシンボル・パワーと復調ビット(XXXXで示されたパワー・オフ期間) 17 コード・ドメイン(続き) 3GPPリリース5以降のHSDPA 3GPP規格のリリース5では、パケッ ト・データの効率を高め、ピーク・デ ータ・レートの向上とパケット遅延の 短縮を実現するために、HSDPA(高 速ダウンリンク・パケット・アクセ ス)が追加されています。 理論上のピーク・データ・レートは最 大で約14 Mbpsです。W-CDMAシステ ムの性能を高めるために、HSDPAで は、無線機インタフェースに多くの変 更が加えられています。これらの変更 は主に物理層に関係しています。 ● QPSK/16 QAM変調の新しい高速ダ ウンリンク・チャネルHS-PDSCH、 関連するHS-PDSCHのUE識別子/ チャネル・パラメータを送信する HS-SCCH ● 新しいアップリンク制御チャネル HS-DPCCH ● AMC(Adaptive Modulation and Coding)を使用した高速リンク適応 ● ハイブリッド自動再送要求 (HARQ)の使用 18 ここでは、W-CDMAテスト・モデル1からHSDPAテスト・モデル5+8 HSPDSCHに信号を変更します。 手順 ソフトウェアの操作 Signal Studioソフトウェアで: 波形セットアップを、テスト・モデル 1+64 DPCHのW-CDMA FDD ダウンリンクからテスト・モデル5+ 8 HS-PDSCHに変更します。 左側にあるエクスプローラ・メニュー上の Waveform Setupの下のCarrier 1をクリックします。 Channel Configuration = Test Model 5 + 8 HS-PDSCH 詳細チャネル・セットアップのテスト 信号の条件を確認します。 Channel Setupをクリックして、各チャネルの パラメータ、ステート、CDP/CCDF表示を確認します。 信号をAgilent MXGにダウンロード します。 一番上のツールバー上のGenerate and Download を押します。 コード・ドメイン(続き) N9073Aでは、特定のニーズに合わせ て測定をカスタマイズできます。捕捉 インターバルの設定により測定の長さ が決まります:短くすれば高速測定が 可能で、長くすれば詳細な解析が可能 になります。ダウンリンクのテスト・ モデルがあらかじめププログラムさ れ、アクティブ・チャネルの識別が簡 単に行えます。 ここでは、HSDPAテスト・モデル5をコード・ドメイン解析で調べます。 手順 キー入力 MXA W-CDMAモードで: パワー・グラフに戻ります。 [View/Display] Power Graph & Metrics アクティブ・チャネルの識別に、ユーザ 定義のテスト・モデルを使用します。 [Meas Setup] Symbol Boundary > Predefined Test Models > Test Model 5 w/8 HSPDSCH 測定を連続からシングルに変更します。 [Single] 選択したHS-PDSCHのパワーとシンボル・ [Marker] [140] [Enter] レートを確認します。 マークしたコード・チャネル(C4(4)の HS-PDSCH)を逆拡散します。 [Marker->] Mkr -> Despread 表示を切り替えて選択したHS-PDSCHを モニタします(図12) 。 [View/Display] Code Domain(Quad View) 復調ビットの表示を変更し、選択した [View/Display] Demod Bits ウィンドウを下に移動し、ビット・ [Next Window](ウィンドウ回転矢印を使用) フォーマットを2進から16進に切り替えます(x 2 times) (図13)。 [View/Display] Demod Bit Format Binary/Hex 19 コード・ドメイン(続き) コード・ドメイン4分割表示: 左上:コード・ドメイン・パワー・グ ラフ。 右上:シンボル・パワー・トレース (黄)、チップ・パワー・トレース(ア クアブルー) 。 左下:選択したコード・チャネルの I/Qシンボル・コンスタレーション。 右下:選択したコード・チャネルのシ ンボル解析結果。 図12. 16QAMシンボル解析でのHS-PDSCHのコード・ドメイン4分割表示 図13. 16進フォーマットのコード・ドメイン復調ビット 復調ビット: 下側のウィンドウには、測定インター バル内の選択したコード・チャネルの 復調ビットが表示されています。 20 コード・ドメイン(続き) 3GPPリリース6のHSUPA HSUPA(高速アップリンク・パケッ ト・アクセス)は、アップリンクのデ ータ・レートの向上を目的とした、 3GPPリリース6で定義されたW-CDMA およびHSDPAの新しいテクノロジー です。また、3GPP規格ではE-DCH (エンハンスド専用チャネル)とも呼 ばれています。理論上は、これにより、 E-DPCCH(E-DCH専用物理制御チャネ ル)とE-DPDCH(E-DCH専用物理デー タ・チャネル)のアップリンク物理チ ャネルが新たに追加され、アップリン クのデータ・レートが5.76 Mbpsに向上 します。ダウンリンクには、HSUPA用 の 物 理 チ ャ ネ ル が 3 つ( E - A G C H 、 E-RGCH、E-HICH)あります。 N9073A-2FPには、以下のHSUPA用の 機能があります。 ● 拡散係数2および4のE-DPDCHの自 動検出 ここでは、HSDPAダウンリンク・テスト・モデル5の信号をHSUPAアップリン ク信号に変更します。 手順 ソフトウェアの操作 Signal Studioソフトウェアで: キャリア1 W-CDMA FDDダウンリンク 信号を削除します。 左側にあるエクスプローラ・メニューの Waveform Setupの下のCarrier 1をクリックします。 ツールバーの [X] を押すか、PCのキーボードの [Delete] を使用します。 W-CDMA FDDアップリンクの搬送波を 新しい設定に指定します。 ツールバーの [+] を押し、ドロップダウン・メニュー からW-CDMA FDD Uplinkを選択します。 アップリンク用に中心周波数を 1.95 GHzに設定します。 一番上の緑のボタン [Preset] を押します。 Frequency=1.95 GHz、Amplitude=−20 dBm、 RF Output=On、ALC=On チャネル構成をデフォルトのDPCCH からDPCCH+E-DPCCH+ 4 E-DPDCHに変更します。 Channel Configuration = DPCCH + E-DPCCH + 4 E-DPDCH 詳細チャネル・セットアップのテスト 信号の条件を確認します。 Channel Setupをクリックして、各チャネルの パラメータ、ステート、CDP/CCDF表示を確認します。 信号をAgilent MXGにダウンロード します。 一番上のツールバー上のGenerate and Downloadを 押します。 ここでは、SF 2およびSF4のE-DPDCHでHSUPA信号を調べます。 手順 キー入力 MXA W-CDMAモードで: ● 3GPP規格の構成に基づいた E-DPCCHパワーβ アップリンク・コード・ドメイン解析用 の無線機を変更します。 [Mode Setup] Radio Device BTS MS [FREQ] [1.95] GHz ● 適応変調解析機能 パワー・グラフに戻ります。 [View/Display] Power Graph & Metrics 選択したE-DPDCHのパワーとシンボル・ レートを確認します。 [Marker] [130] [Enter] 適切なβを計算するために構成を変更し、 シングル測定を行います。(図14) [Meas Setup] {DPCH/E-DPCH Config} -> 3 (no DPDCH)[Single] [Restart] マークしたコード・チャネルE-DPDCH を逆拡散します。 [Marker->] Mkr -> Despread コード・ドメイン4分割表示でシンボル 解析結果を確認します(図15) 。 [View/Display] Code Domain(Quad View) 21 コード・ドメイン(続き) 22 図14. HSUPA信号のコード・ドメイン・パワー・グラフ 図15. SF2シンボル解析でのE-DPDCHのコード・ドメイン4分割表示 変調精度(コンポジットEVM) 変調精度(コンポジットEVM) エラー・ベクトル振幅(EVM)は、 ダウンリンクとアップリンクの両方の 3GPPコンフォーマンス・テストで定 義されています。EVMは、一般的な 変調品質の指標として、デジタル通信 で広く用いられています。変調精度 (コンポジットEVM)は、マルチコー ド・チャネル信号のEVMの指標で、 マルチチャネル信号のトランスミッタ の品質評価、拡散/スクランブル誤差 の検出、ベースバンドとRFセクショ ンの間の問題の識別、信号に大きな干 渉を引き起こす誤差の解析に有効で す。 手順 キー入力 MXA W-CDMAモードで: シングル測定制御の変調精度測定を選択 します(図16)。右側に示されている I/Qの実測極座標ベクトル表示と左側に 示されている定量データをモニタします。 15スロット(1フレーム)の振幅誤差、 位相誤差、EVMプロットを表示します (図17)。 [Meas] Mod Accuracy(Composite EVM) [Single] [View/Display] I/Q Error 変調精度の主な特長: ダウンリンク: ダウンリンク/アップリンクに共通: ● W-CDMA/HSDPAチャネル構成の 自動検出 ● W-CDMA、HSDPA、HSUPAチャ ネル構成の自動検出 コンポジットEVM、ピークCDE、 位相/振幅/周波数誤差の測定 ● ● 最大15スロット(1フレーム)の捕 捉インターバルによる、3GPPリリ ース6の要件への対応 デュアル・アンテナ測定用のSTTD (空間−時間送信ダイバーシティ) 測定 プリアングルの署名検出との PRACHメッセージ同期と、DPCCH 同期 ● 複数の同期オプションの中から選 択、同期タイプの設定:CPICH、 SCH、シンボル・ベース、STTDの アンテナ2 CPICH、TSTDのSCHア ンテナ1または2 ● ● ● さまざまな表示:I/Q極座標グラ フ、I/Q誤差、コード・ドメイン・ パワー、スロットCDE/EVM ● 捕捉時間サマリ・テーブルとピー ク/平均指標による解析 ● 個々のコード・チャネルをパイロ ット・チャネルに合わせて調整し、 位相誤差による影響を低減する、 マルチチャネル評価機能 ● 低レベル信号を測定するための内 蔵プリアンプ(オプション) アップリンク: 23 変調精度(コンポジットEVM) (続き) 変調精度の表示/トレース I/Qの実測極座標グラフ: 指標(左)とI/Qの実測極座標ベクト ル・グラフ(右)。アベレージングを オンにしても、I/Q極座標とトレース はアベレージングされません。 I/Q誤差:1フレーム長で捕捉された EVM(上)、振幅誤差(中央)、位相 誤差(下)の3つのウィンドウ。チッ プ・トレースとして表示。同期開始ス ロット番号を設定した場合は、I/Q誤 差表示には、EVM、振幅誤差、位相 誤差に問題があるスロットが表示され ます。 コード・ドメイン・パワー:パワー棒 グラフ(上のウィンドウ)と指標(下 のウィンドウ)。アクティブとして検 出された各コード・チャネルが、コー ド番号、パワー、CDE(dB単位)と ともにリスト表示されます。 図16. HSUPA信号の変調精度 図17. 15スロットの誤差プロット ピーク/平均指標:平均/ピーク・ホ ールド統計結果が示された数値テーブ ル。 捕捉時間サマリ:サマリ・テーブルに は、コンフォーマンス・テストの複数 のスロットの測定結果が表示されま す。ピーク(ワースト)スロット値が 黄色で強調表示されます。 スロットCDE/EVM:EVM(上)、ピ ークCDE(中央)、周波数誤差(下) の3つのウィンドウがあります。スロ ット・ベースで計算されます。 24 変調精度(コンポジットEVM) (続き) 手順 キー入力 MXA W-CDMAモードで: コード・ドメイン・パワーを表示して、 チャネル・パワーとCDEを確認します。 ズーム・キーで表示を拡大してリストを 調べます。 [View/Display] Code Domain Power [Next Window](ウィンドウ回転矢印を使用) [Zoom](ウィンドウの拡大) ピーク/平均指標を表示して、 アベレージング期間でのワースト値を モニタします。 [View/Display] Peak/Avg Metrics 捕捉した15スロットのサマリ・テーブル を表示します。捕捉期間の平均値が一番 下に表示されます(図18) 。 [View/Display] Capture Time Summary スロット・ベースのトレースに、EVM、 ピークCDE、周波数誤差を表示します。 [View/Display] Slot CDE/EVM 図18. 捕捉時間のサマリ 25 パワー測定 パワー測定 パワー測定機能は、W-CDMA(3GPP) の主要機能の1つで、3GPPアップリン ク・コンフォーマンス・テスト用のソ リューションです。この機能を使用す ると、移動機用の3GPPトランスミッ タ/コンポーネント/デバイスを正確 に設計、評価、検証できます。 パワー測定には、以下の3種類の測定 があります。 ● スロット・パワー測定:アップリ ンク・スロットのパワー・レベル を測定(図19) 。 ● PRACHパワー測定:アップリンク のPRACHプリアンブル・パワー・ レベルとメッセージ・パワー・レ ベルを測定(図20) 。 ● スロット位相測定:アップリン ク・スロットのスロット・パワー に加えて、位相誤差、周波数誤差、 EVMを測定。3GPP UE位相不連続 部を使用(図21) 。 スロット・パワー測定では、アップリ ンクのスロット・パワー・レベルを測 定します。 PRACHパワー測定では、アップリン クのPRACHプリアンブル・パワー・ レベルとメッセージ・パワー・レベル を測定します。 スロット位相測定では、アップリン ク・スロットのスロット・パワーに加 えて、位相誤差、周波数誤差、EVM を測定します。 スロット・パワー/PRACHパワー測定 は、以下の2つの方法を用いて行うこ とができます。 ● 波形法は非同期です。捕捉インタ ーバルによって指定されたフレー ム数(1∼8)の間、指定の情報帯 域幅とフィルタ・タイプを使用し て測定します。この方法は、 DPCCHと同期がとられないので、 チップ・パワー法に比べて高速で す。 ● チップ・パワー法はチップ・タイ ミングに同期します。この方法で は、無線システムのチップ・クロ ック・タイミングに基づいて、パ ワー測定の結果が再度サンプリン グされます。チップ・タイミング に同期するので、波形法に比べて 低速になります。 スロット位相測定は、常に同期チッ プ・タイミングに基づいて行われま す。 注記: デバイスでBTSを選択した場合は、パ ワー測定はオンになりますが、この測 定はアップリンクのパワー解析用で す。ダウンリンクのパワーについては、 コード・ドメイン測定で測定して、選 択したコード・チャネルのシンボル・ パワー・トレースを確認します。 パワー測定機能のサンプルについては、図19、20、21を参照してください。1 GHzのテスト信号サンプルが使用されています。 26 パワー測定(続き) 図19. スロット・パワーのパワー測定 図20. PRACHパワーのパワー測定 27 パワー測定(続き) 図21. 28 UE位相不連続部のパワー測定(サンプル画面) QPSK EVM QPSK EVM QPSKのエラー・ベクトル振幅(EVM) 測定は、位相/振幅変調品質の指標で、 理想信号と実際の信号のコンスタレー ションを計算して、%で表示します。 これらの位相誤差と周波数誤差は、 W-CDMA(3GPP)システムの変調品 質の指標で、QPSK EVM測定により定 量化できます。これは、QPSK変調方 式の信号チャネル信号に対してのみ有 効で、W-CDMA信号が同期に失敗し た場合のトラブルシューティングにも 使用できます。また、デスクランブリ ングしなくても、QPSK方式のシング ルコード・チャネルのEVMを測定で きます。さらに、より長い測定インタ ーバル(最大4096チップ)を用いるこ とにより、PRACHプリアンブルEVM にも適用できます。マルチコード・チ ャネル信号に対しては、変調精度(コ ンポジットEVM)測定をW-CDMAモ ードで使用できます。 手順 ソフトウェアの操作 Signal Studioソフトウェアで: HSUPAアップリンク信号用に 新しいファイルを作成します。 File > New チャネル構成をHSUPA構成から DPCCHのみに変更します。 Configuration = DPCCH 中心周波数を1.95 GHzに設定します。 一番上の緑のボタン [Preset] を押します。 Frequency=1.95 GHz、Amplitude=−20 dBm、 RF Output=On、ALC=On 詳細チャネル・セットアップのテスト 信号の条件を確認します。 Channel Setupをクリックして、各チャネルの パラメータ、ステート、CDP/CCDF表示を確認します。 信号をAgilent MXGにダウンロード します。 一番上のツールバー上のGenerate and Download ボタンを押します。 手順 キー入力 MXA W-CDMAモードで: QPSK EVM測定を実行します(図22)。 I/Q誤差4分割表示に表示を切り替えます (図23)。 [MEAS] QPSK EVM [View/Display] I/Q Error 29 QPSK EVM(続き) 30 図22. QPSK EVM(極座標グラフ) 図23. QPSK EVM(I/Q誤差4分割表示) N9073Aの主な仕様 W-CDMAおよび HSDPA/HSUPA測定 アプリケーション 3GPP TS 25.141基地局要件への 適合 れます。100%と示された許容範囲は、 100%のリミット・テスト測定から導 出されます。製品保証の対象となるの は、100%のリミット・テスト測定だ けです。 注記:95%と示された許容範囲は、 95%の信頼度で95%の測定から導出さ 従属節 名称 3GPP要件のテスト機器の 許容範囲(2006年3月時点) 測定器の許容範囲 補足情報 規格区分(測定名) 6.2.1 最大出力パワー(チャネル・パワー) ±0.7 dB(95%) ±0.30 dB(95%) 6.2.2 CPICHパワー確度(コード・ドメイン) ±0.8 dB(95%) ±0.32 dB(95%) 6.3 周波数誤差(変調精度) ±12 Hz(95%) ±5 Hz(100%) 6.4.2 パワー制御ステップ(コード・ドメイン) 1 dBステップ 10回の1 dBステップ ±0.1 dB(95%) ±0.1 dB(95%) ±0.03 dB(100%) ±0.03 dB(100%) 6.4.3 パワー・ダイナミック・レンジ ±1.1 dB(95%) ±0.14 dB(100%) 6.4.4 全パワー・ダイナミック・レンジ (コード・ドメイン) ±0.3 dB(95%) ±0.06 dB(100%) 6.5.1 占有帯域幅 ±100 kHz(95%) ±10 kHz(100%) 6.5.2.1 スペクトラム・エミッション・マスク ±1.5 dB(95%) ±0.34 dB(95%) 6.5.2.2 ACLR 5 MHzオフセット 10 MHzオフセット ±0.8 dB(95%) ±0.8 dB(95%) ±0.49 dB(100%) ±0.44 dB(100%) スプリアス・エミッション f ≦ 2.2 GHz 2.2 GHz < f ≦ 4 GHz 4 GHz < f ±1.5 dB(95%) ±2.0 dB(95%) ±4.0 dB(95%) ±0.36 dB(95%) ±1.17 dB(95%) ±1.54 dB(95%) EVM(変調精度) ±2.5%(95%) ±0.5%(100%) 6.5.3 6.7.1 6.7.2 ピーク・コード・ドメイン誤差 (変調精度) ±1.0 dB(95%) ±1.0 dB(100%) 6.7.3 Txダイバーシティの時間調整誤差 (変調精度) ±26 ns(95%) [= 0.1 Tc] ±5 ns(100%) タイムベース誤差を含む 絶対ピーク 12.5%∼22.5%の 範囲のEVM 31 N9073Aの主な仕様(続き) チャネル・パワー RF入力の最小パワー −50 dBm(公称値) 絶対パワー確度(減衰=10 dB) ±0.80 dB、±0.30 dB(95%の信頼度) 測定フロア −83.8 dBm(公称値) 隣接チャネル漏洩電力(ACPR、ACLR) シングルキャリア RF入力の最小パワー −36 dBm(公称値) ACPR確度 RRC重み、3.84 MHzの雑音帯域幅、方法=IBW または高速 無線機 MS(UE) MS(UE) BTS BTS BTS オフセット周波数 5 MHz 10 MHz 5 MHz 10 MHz 5 MHz ダイナミック・レンジ オフセット 雑音補正 周波数 オフ 5 MHz オフ 5 MHz オフ 10 MHz オン 5 MHz オン 10 MHz 方法 IBW 高速 IBW IBW IBW RRC重みの確度 隣接チャネルの白色雑音 TOIによるスペクトラム CW誤差(実効値) ±0.14 ±0.21 ±0.49 ±0.44 ±0.21 dB(ACPR −30∼−36 dBc) dB(ACPR −40∼−46 dBc) dB(ACPR −42∼−48 dBc) dB(ACPR −48∼−53 dBc) dB(−48 dBc、非干渉ACPR) RRC重み、3.84 MHzの雑音帯域幅 ダイナミック・レンジ (代表値) 最適ML(公称値) −73 dB −8 dBm −72 dB −9 dBm −79 dB −2 dBm −78 dB −8 dBm −82 dB −2 dBm 0.00 dB(公称値) 0.001 dB(公称値) 0.012 dB(公称値) マルチキャリア ACPRダイナミック・レンジ (2キャリア、5 MHzのオフセット) −70 dB(公称値) ACPR確度(2キャリア、 ±0.42 dB(公称値) 5 MHzのオフセット、−48 dBcのACPR) ACPRダイナミック・レンジ (4キャリア、5 MHzのオフセット) ACPR確度(4キャリア、5 MHzの オフセット、BTS、非コヒーレントな TOI、ACPRレンジ−42∼−48 dB) 32 ダイナミック・レンジ(公称値) 最適ML(公称値) −64 dB(NCオフ) −18 dB(NCオン) −72 dB(NCオン) −21 dB(NCオン) ±0.39 dB(NCオフ、最適ML −18 dBm(公称値) ±0.15 dB(NCオン、最適ML −21 dBm(公称値) N9073Aの主な仕様(続き) スペクトラム・エミッション・マスク ダイナミック・レンジ、 2.515 MHzの相対オフセット 81.9 dB、(88.2 dB、代表値) 感度、2.515 MHzの絶対オフセット −99.7 dBm、 (−104.7 dBm、代表値) 確度、2.515 MHzのオフセット 相対値 絶対値(20∼30℃) ±0.12 dB ±0.86 dB、 (±0.34 dB、95%の信頼度) スプリアス・エミッション テーブルによるスプリアス信号、領域全体をサーチ ダイナミック・レンジ、相対値 95.3 dB、(100.3 dB、代表値) 感度、絶対値 −84.4 dBm、 (−89.4 dBm、代表値) 確度 周波数レンジ 20 Hz∼3.6 GHz 3.5 GHz∼8.4 GHz 8.3 GHz∼13.6 GHz 減衰=10 dB ±0.36 dB(95%の信頼度) ±1.17 dB(95%の信頼度) ±1.54 dB(95%の信頼度) 占有帯域幅 RF入力の最小パワー −30 dBm(公称値) 周波数確度 ±10 kHz(RBW=30 kHz、ポイント数=1001、 スパン=10 MHz) パワー統計(CCDF) ヒストグラム分解能 0.01 dB 33 N9073Aの主な仕様(続き) コード・ドメイン BTS測定、−25 dBm ≦ ミキサ・レベル ≦ −15 dBm、20∼30℃ コード・ドメイン・パワー 絶対確度 (−10 dBc CPICH、減衰=10 dB) ±0.32 dB(95%の信頼度) 相対確度 CDPレンジ:0∼−10 dBc CDPレンジ:−10∼−30 dBc CDPレンジ:−30∼−40 dBc ±0.015 dB ±0.06 dB ±0.07 dB 確度、パワー制御ステップ CDPレンジ:0∼−10 dBc CDPレンジ:−10∼−30 dBc ±0.03 dB ±0.12 dB 確度、パワー・ダイナミック・レンジ CDPレンジ:0∼−40 dBc ±0.14 dB シンボル・パワー対時間 シンボル・パワー対時間の相対確度 CDPレンジ:0∼−10 dBc CDPレンジ:−10∼−30 dBc CDPレンジ:−30∼−40 dBc ±0.015 dB ±0.06 dB ±0.07 dB 確度、シンボル・エラー ベクトル振幅 CDPレンジ:0∼−25 dBc ±1.0%(公称値) 変調精度(コンポジットEVM) BTS測定、−25 dBm ≦ ミキサ・レベル ≦ −15 dBm、20∼30℃ コンポジットEVM確度 ±1.0%、(12.5%∼22.5%のレンジで±0.5%) ピーク・コード・ドメイン誤差の確度 ±1.0 dB I/Q原点オフセット、DUT最大オフセット −10 dBc(公称値) I/Q原点オフセット、アナライザの 雑音フロア −50 dBc(公称値) 周波数誤差のレンジ ±3 kHz(公称値) 周波数誤差の確度 ±5 Hz+(トランスミッタの周波数× 周波数基準の確度) 時間オフセット 相対フレーム・オフセット確度 相対オフセット確度 (STTDモードの場合) 34 ±5.0 ns(公称値) ±1.25 ns N9073Aの主な仕様(続き) パワー測定 5 MHzの分解能帯域幅を使用 絶対パワー測定確度 0∼−20 dBm −20∼−60 dBm ±0.7 dB(公称値) ±1.0 dB(公称値) 相対パワー測定確度 ステップ・レンジ:±1.5 dB ステップ・レンジ:±3.0 dB ステップ・レンジ:±4.5 dB ステップ・レンジ:±26.0 dB ±0.1 dB(公称値) ±0.15 dB(公称値) ±0.2 dB(公称値) ±0.3 dB(公称値) QPSK EVM −25 dBm ≦ ミキサ・レベル ≦ −15 dBm、20∼30℃ EVM レンジ フロア 確度 0∼25% 1.5% ±1.0% I/Q原点オフセット DUT最大オフセット アナライザのノイズ・フロア −10 dBc(公称値) −50 dBc(公称値) 周波数誤差 レンジ 確度 ±30 kHz(公称値) ±5 Hz+(トランスミッタの周波数×周波数基準の確度) 35 アジレント・テクノロジー株式会社 MXAシグナル・アナライザのオーダ情報 本社〒192-8510 東京都八王子市高倉町 9-1 計測お客様窓口 受付時間 9:00-19:00(土・日・祭日を除く) MXAシグナル・アナライザのオーダ 情報 FAX、E-mail、Webは24時間受け付けています。 TEL ■■ 0120-421-345 (042-656-7832) ■■ FAX 0120-421-678 (042-656-7840) 詳細については、『MXA構成ガイド』 (5989-4943JAJP)をご覧ください。 測定器 モデル番号 必要なオプション MXAシグナル・アナライザ N9020A ● MXA測定アプリケーション N9073A Email 503、508、513または526: 26.5 GHzまでの周波数レンジ ● EA3:3.6 GHz電子式アッテネータ (推奨) ● P0x:プリアンプ(推奨) ● B25:25 MHz解析帯域幅 (W-CDMAダウンリンクの4キャリア CCDFなどの10 MHz∼25 MHzの 帯域幅での解析に必要) ● ● [email protected] 電子計測ホームページ www.agilent.co.jp ● 記載事項は変更になる場合があります。 ご発注の際はご確認ください。 Copyright 2007 アジレント・テクノロジー株式会社 1FP:W-CDMA測定アプリケーション 2FP:HSDPA/HSUPA測定 アプリケーション 関連カタログ タイトル N9020A MXAシグナル・アナライザ カタログ・タイプ カタログ番号 Brochure 5989-5047JAJP N9020A MXAシグナル・アナライザr Photo Card 5989-4940JAJP Agilent MXA Signal Analyzer Data Sheet 5989-4942EN MXAシグナル・アナライザ Configuration Guide 5989-4943JAJP MXAシグナル・アナライザを使用した デジタル変調信号の測定/ トラブルシューティング Application Note 5989-4944JAJP MXAプリセレクタ同調機能を使用した マイクロ波スペクトラム解析の振幅確度の向上 Application Note 5989-4946JAJP Agilent MXAシグナル・アナライザによる 測定速度の高速化 Application Note 5989-4947JAJP スペクトラム解析の基礎 Application Note 150 5952-0292JAJP Vector Signal Analysis Basics Application Note 150-15 5989-1121EN 製品のWebサイト 最新のアプリケーション/製品情報に ついては、以下の製品のWebサイトを ご覧ください。 www.agilent.co.jp/find/mxa January 15, 2007 5989-5352JAJP 0000-00DEP