Güvenilir İletişim Sistemlerinin Vakfı

Dijital iletişim protokolleri, hangi cihazların bilgi paylaşıldığı kuralları tanımlar. gömülü sensörlerdeki basit seri arayüzlerden 5G geniş bantlarında karmaşık modülasyona kadar, her protokol, dağıtımdan önce titiz bir şekilde test edilmelidir. Signal jeneratörleri kontrol edilen laboratuvar koşullarını içeren temel araçlardır.Bu tür kontrollü bir iletişim sistemiyle ilgili olarak, doğrulanmış iletileri, geçici hataları ve hatta standartlaştırılmış protokollerin her katmanını doğrulayabilmeleri için teknik görevde bulunan ve hatta doğrulanmış bir iletileri doğrulayan protokol uygulamaları doğrulamaktadır.

Signal Jeneratörleri Nedir?

Onun özünde, kontrol edilen parametrelerle elektrik sinyalleri oluşturan bir elektronik cihazdır. Bu parametreler frekansı, amplitüdikasyon, dalgalama şekli, faz gürültü ve modülasyon türü. Dijital iletişim testi bağlamında, sinyal jeneratörleri basit bir sine veya kare dalgalar ile sınırlı değildir; dörtlü amplifikasyon modulu modülasyon (QAM) gibi karmaşık modlar üretirler (QAM faz gürültü ve modasyon türü.In multiplexing (OFDM), ve pul jeneratörü (OFDM), ve pul- biçimli veriler gerçek protokoller.

Bir sinyal jeneratörü bir standalone enstrümanı olabilir (örneğin, vektör sinyali jeneratörü) veya daha büyük bir test kurulumu içinde entegre bir modül. Temel ihtiyaç hassastır. Modern dijital protokoller, tam olarak mikrovoltahertz frekanslarında mikrovoltaize edilebilir hassasiyetler ile çalışır, son derece düşük gürültü fazı ve yüksek amplifiğe sahip sinyal jeneratörleri gerektirir.

Signal Jeneratörlerinin Anahtar Parametreleri Protokol Testi

  • [FONT=0)Sekiz Menkul Kıymetli Adamlar ve İstikrar: Jeneratör, protokol taşıyıcı frekansı grubunu kapsamalı ve frekans sürüklenme hatalarından kaçınmak için milyarlarca (ppb) içinde istikrar sağlamalıdır.
  • [FONT=0]Modulation Band genişlik:[Dönder:[Dönder: 0,0) 802.11ac veya 5G NR gibi geniş bant protokolleri için, jeneratör, on yüz megahertz'dan sinyal bant genişliğini desteklemeli.
  • [FONT:0]Spurious and Harmonic Rejeksiyon: Unwanted tones protokol uyum testleri yozlaşmış olabilir; jeneratörler çok tartışmalı baskı için belirtilmiştir (örneğin, 60 dBc veya daha iyi).
  • [FONT=0)Amplitude Development and Flatness:) Test alıcıları bilinen sinyal seviyelerine bağlı; 0.1 dB'nin basitliği hataları biraz hata oranını etkileyebilir (BER) ölçümler.

Dijital İletişim Protokolleri Test Edilmiş Sinyal Jeneratörlerinin Rolü

Protokol testleri çok katmanlı bir etkinliktir. Signal jeneratörleri neredeyse her katmanda kullanılır - fiziksel katmandan (PHY) üst katta iç içeliğe uyum. Aşağıda en kritik test rollerini inceleyeceğiz.

Fiziksel Katman Uyumunu Vererek

Her iletişim standardı fiziksel tabaka parametrelerinin bir setini tanımlar: verici güç, modulation doğruluk, hata vektör büyüklüğü (EVM), ⁇ maskesi ve zamanlama jitter. Signal jeneratörleri bilinen iyi referans vericileri olarak hizmet eder. Test altındaki cihaz (DUT) bir alıcı olarak yapılandırılır ve jeneratör, katkı sağlayan Gaussian gürültünün (TYM) varlığını doğru bir şekilde ifade eder. Örneğin, bir LTE testinde, jeneratörü tamamen kodlanmış bir sinyal üretir; DUT'un sabit sinyal iletisi oluşturur; DUT'un katkı sağlama yeteneği Gaussian gürültünün varlığında doğru bir şekilde doğru şekilde kodlanır (ivite)

Signal jeneratörleri ayrıca fading, multipath ve müdahale gibi rahatsızlıklar da vermektedir. Standartlar vücutları genellikle belirli test vakalarını tanımlar - UE alıcı testleri için 3G fading profilleri gibi. jeneratörün SABN ve fading simülasyon motorları bu koşulları tam olarak yaratır, DUT'un uygun gereksinimleri yerine getirir.

Timing ve senkronizasyon Geçerliliği

Dijital protokoller kesin bir zamanlamaya dayanır. Ethernet önbellek ve başlangıç-düzeltme kasıtlı olarak kullanır; USB mikro çerçeveyi kullanır ve kuzenkron aralıkları yapar; hücresel sistemler bir sinyal senkronizasyonu gerektirir; farklı jitter ile sinyal jeneratörü üretebilir, BER jeneratörü, veya saat dengelemesi yapar.Örneğin, DUT'nun zamanlama marjını belirler.

Bit Error Rate (BER) ve Packet Hata Puanı (PER) Test

BER ve PER, bilinen bir veri kalıbı için en son ölçümler. Signal jeneratörleri, DUT alır ve ikinci bir jeneratörden ayrılır ve BER analizci veya mantık analizörü, alınan diziye kıyasla, elde edilen miktarları karşılaştırmak için senkronize edilebilir (minimum bir hedef için güç alır).

Interoperability and Protocol Stack Test

Fiziksel tabakanın ötesinde, sinyal jeneratörleri, DUT'un protokolü yığınını teşvik eden paketler veya mesajlar üretebilir. Örneğin, Bluetooth Low Energy testinde, bir jeneratör reklam paketleri, veri kanalı PDUs ve bağlantı talep çerçeveleri. DUT'un bağlantı katmanı, bir jeneratörle, uyku / geçişler ve PTP zamanlayıcıları ile cevap vermelidir.

Protokol Geçerlilikte Kullanılan Signal Jeneratörleri türleri

sinyal jeneratörü seçimi test altında protokole bağlıdır, gerekli modülasyon karmaşıklığı ve test ortamı. Aşağıdaki tipler dijital iletişim laboratuvarlarında en yaygın olanıdır.

Arbitrary Waveform Jeneratörler (kahkahalar)

Kahkahalar en esnek araçlardır. Herhangi bir kullanıcı tanımlı dalgaformunu dijital örnek akışından yeniden üretirler, büyük bir bellekte depolanırlar. Mühendisler yazılımda dalgaformlar oluşturur (örneğin, protokoller veya Python senaryoları) tam olarak kopyalanan protokol sembollerinden daha düşükdürler - önbellekler, üst düzey frekans yükleri ve hata düzeltmeleri dahil. Önkoşullar hala tanımlanmış veya özel fiziksel katmanlar test edildiğinde erken gelişim için idealdir.

Vector Signal Jeneratörleri (VSGs)

VSG'ler modlu RF sinyalleri üretmek için tasarlanmıştır.SGs, QPSK, 16/64 /256-QAM, OFDM ve GFDM gibi standart modları basit bir şekilde birleştirmektedir (örneğin, VSG, 1100-QAM gibi) her standart testlerle tam olarak birleştirmektedir.

Tümleşik Protokol Analizleri ile Signal Jeneratörleri

Bazı araçlar jeneratör ve analizör arasındaki çizgiyi bulanıklaştırıyor. Bu tüm test setleri, Anritsu MD8475B veya Keysight E7515B UXM 5G, bir vektör sinyali jeneratörü gerçek zamanlı ağ analizörü, protokol yığını simülatörü ve hatta trafik nesilleri IP katmanları için analiz ediyor. Mühendislerin son testlerine izin veriyor: bu zamanlama sistemleri temel istasyon sinyalini (örneğin, hücresel) veya erişim noktası sinyalini ( Wi-Fi için) birleştirir. DUT yanıt verir ve bu enstrümanı analiz eder.

Pulse Pattern Jeneratörs ve BER ölçümler

PCI Express gibi hızlı seri dijital protokolleri için USB 3.x/4 ve Thunderbolt, özel nabul jeneratörleri (PPG) ve biraz hata oranları test cihazı (BERTs) kullanılır. PPGs, RF anlamda sinyal jeneratörleri üretirken, bilinen bir dijital iletişim kanalına işaret eden aynı şeyi yerine getirir.

Belirli bir protokol için doğru Jeneratör seçimi

  • [FONT=0) Düşük seviyeli tel protokolleri (CAN, LIN, I2C, SPI): ), Low-cost fonksiyonu jeneratörleri veya üfsler genellikle yeterli çünkü gereksinimler basit (few MHz, kare dalgaları veya mantık pul pul pul pul puls).
  • [FONT:0]Wireless pan (Mavi, Zigbee): ), VSGs yerleşik standart için yerleşik profil editörleri tavsiye edilir; belirli adreslerle paketler üretebilirler, ücret yükleri ve CRC hataları.
  • [FONT:0)Wireless LAN (Wi-Fi 6/6E/7): [Dönetici: 1 ) En az 160 MHz bant genişliği ve 802.11be (EHT) için destek, verici test için gereklidir.
  • [FONT:0)Cellular (4G LTE, 5G NR): VSG'yi bir araya getiren tam bir protokol testi, fading Simulator ve protokol yığını UE ve temel istasyon testleri için endüstri standardıdır.
  • [FONT=0) Yüksek hızlı seri (PCIe Gen5/6, USB4, Ethernet 400G):), ÖRGÜŞÜNCÜŞÜNCÜŞÜNCÜŞÜNCÜŞÜNÜŞÜNCÜŞÜNCÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞ

Signal Jeneratörs ile Gelişmiş Test Scenarios

Modern iletişim sistemleri basit bir tek tek tek bir tek tek bir müşteri yapılandırmalarının ötesine giden sofistike test kurulumları gerektirir. Aşağıda sinyal jeneratörlerinin parladığı gelişmiş kullanım vakaları vardır.

MIMO ve Beamform Test

MIMO sistemleri hem de alıcıda birden çok anten kullanır. Alıcının kanal tahminlerini test edin ve MIMO algılama algoritmaları her yayın için hata boyutunu ölçmek için doğrulanır. Beam başka bir katmanı ekliyor: 4×4 MIMO test seti, dört jeneratörü veya gerçek bir temel istasyonun geçerli olacağı dört sinyal cihazı.Bu genellikle kanal tahminleri ve MIMO algılama algoritmalarının kanal durumunu hesaplamak için hata doğrulama araçları gerekir.

Gerçek Dünya Müdahalesi ve Fading

Protokol doğrulama, prestij kanal koşullarında test olmadan eksik olacaktır. Signal jeneratörleri çok fazla sempati fading profillerini (örneğin, Rayleigh, Rici VSan, gecikme çizgi modellerini) ve bloker gibi müdahale eden bir sinyal eklemek için.Örneğin, 3GPP testi, jeneratörler ve V2X iletişim için, jeneratörler 5 MHz müdahalesini engelleyebilir -56 dBm; iki senkronize VSGs – biri için bir tane bloker – kullanılan sinyal için.

Edge Cases ve Stres Testi

Protokol tasarımcıları genellikle “koru vakaları” belirtmektedir - ekranları, maksimum ücret yükleri, uçlu zamanlayıcıları doğru bir şekilde doğru şekilde doğru şekilde test etmek için bir ekran kutusu oluşturabilir. Signal jeneratörleri, alıcının quelch devrelerinde otomatik testlerinde, bir jeneratörü çalıştırabilir (64'ten fazla yükseğen) MAC katmanının doğru şekilde atmasını doğrulamasına izin verebilir.In USB, jeneratörü alıcının quelch devrelerini test etmek için bu kenarda bir kutu oluşturabilir.

Non-Standart ve Perrietary Protokolü Geliştirme

Bir şirket, özel bir fiziksel katman geliştirir (örneğin, endüstriyel IoT veya tıbbi implant ağları), mevcut RF up-the-shelf test setleri mevcut değildir. AWGs birincil araç haline gelir. Bu esneklik aynı zamanda hızlı iterasyon modeli için de geçerlidir - bir modülasyon parametresi ve dalgalama ile yeniden yapılandırma ve tekrarlama.

protokollerin geliştikçe, bu nedenle onları doğrulamak için kullanılan cihazlar gerekir. Üç trend bir sonraki sinyal jeneratörlerini şekillendiriyor: yüksek bantlar, yazılım tanımlı mimariler ve makine öğrenimi ile entegrasyon.

MultiGigahertz Band geniş ve Millimeter-Wave Cap yükümlülükleri

5G ve önümüzdeki 6G iletişim, 40 GHz anlık genişliğini kapsayan 100 GHz'in üzerinde taşıyıcı frekanslarını kullanacak, ancak RF sinyallerinin elektronik frekans taramaları ile üretildiği ve gelişmiş yükselteçleri elektronik kayıplar olmadan daha yüksek bant genişliği kullanmasına olanak sağlayacak.

Yazılımla Tanımlanmış ve Buluta Bağlı Test

Geleneksel sinyal jeneratörleri sınırlı yükseltilebilirlik ile sabit donanımdır. Endüstri, sinyal işlemenin çoğunu oluşturan yazılım tabanlı cihazlara doğru ilerliyor - dalgaform yaratımı, filtreleme, fading simülasyonu - FPGA veya GPU çekirdekleri ağ üzerinden yeniden yapılandırılabilir. Bazı test çözümleri zaten bulut tabanlı dalgaform kütüphaneleri kullanıyor: bir mühendis, IQ dalgaformunu üretiyor ve yerel VSG akışlarını hafızadan açıyor.

Otomatik Protokol Geçerliliği için Makine Öğrenmesi

Bir protokol test etmek, DUT'un başarısız olduğu kesin koşulları bulmak için parametre akışı (fret, modulation index, dürtü gürültü seviyesi) inceleyebilir. Makine öğrenme algoritmaları test sırasını optimize edebilir. Bir ML ajanı tarafından yönlendirilen bir sinyal jeneratörü, parametresini çürütme zamanı (fret, modulation index, dürtü gürültü seviyesi) ile ters yöndeki hataları bulmak için zaman ayırabilir ve DUT'un başarısız olduğunu ortaya çıkarabilir.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Signal jeneratörleri basit dalgaform kaynaklarından çok daha fazlasıdır. Bir protokolün yazılı özellikleri ve çalışma, uyumlu modlama, ve karmaşık bir şekilde işlemesi, sinyal jeneratörleri üzerindeki talepler yalnızca tekrarlanabilir koşullar altında, RF güçten her iletişim katmanını doğrulamalarını sağlarlar - dijital iletişim protokollerinin birlikte daha karmaşık hale getirilmesine yardımcı olabilecek daha karmaşık hale getirilmesi için dijital iletişim protokollerine bağlı olarak, doğrulayıcı bir şekilde işlemeye yardımcı olur.

[FONT=0)Dön Linkler:[Dönem:[Dönem: 1)

  • [FONT:0)Signal jeneratörü – Wikipedia[Dönemli: 1 )
  • [FONT=0)Vector Signal Jeneratör Fundamentals (Keysight)).
  • [0]Wireless Communications Test Genel Bakış (Rohde & Schwarz)).