数字信号源SMUA原理及运用方法学习教案.pptx

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1、会计学1数字信号源数字信号源SMUA原理原理(yunl)及运用方及运用方法法第一页，共71页。主要主要(zhyo)内容内容n n概述n n频率和电平设置n n数字调制类型n n矢量调制n n噪声产生n n基带信号(xnho)n n数字调制n n数字标准n n任意波形发生器n n多载波信号(xnho)产生n nBERT第1页/共71页第二页，共71页。概述概述(i sh)n n信号源的艺术信号源的艺术(ysh)-(ysh)-SMU200ASMU200A第2页/共71页第三页，共71页。概述概述(i sh)n nRF optionsRF options第3页/共71页第四页，共71页。概述概述(i

2、 sh)n nBaseband optionsBaseband options第4页/共71页第五页，共71页。概述概述(i sh)n n结构结构(jigu)(jigu)框图框图第5页/共71页第六页，共71页。频率和电平频率和电平(din pn)设置设置n nSMUSMU的频率参数的频率参数n n输出输出(shch)(shch)信号频率范围：信号频率范围：300KHz 6GHz300KHz 6GHzn n输出输出(shch)(shch)信号频率分辨率：信号频率分辨率：0.01 Hz0.01 Hzn n输出输出(shch)(shch)信号频率设置时间信号频率设置时间n n 正常操作模式：正常操

3、作模式：3ms3msn n 列表模式：列表模式：450us 450usn n相位偏置相位偏置n n 输出输出(shch)(shch)信号相位可调整，步进为。信号相位可调整，步进为。第6页/共71页第七页，共71页。频率频率(pnl)和电平设置和电平设置n n频率频率(pnl)(pnl)偏置偏置第7页/共71页第八页，共71页。频率和电平频率和电平(din pn)设置设置n nSMU的电平参数n n输出信号电平范围(fnwi)：n n -145 dBm +13 dBm(PEP峰值包络功率)n n 高功率输出选件：n n+19 dBm(3GHz)n n输出信号电平分辨率：0.01 dBn n设置时

4、间：3 ms n n不确定度：n n 0.5 dB(3GHz),3GHz)n n 第8页/共71页第九页，共71页。频率频率(pnl)和电平设置和电平设置n n电平电平(din pn)(din pn)衰减模式衰减模式n nAutoAuton nNormal(option high power only)Normal(option high power only)n nHigh power(option high power only)High power(option high power only)n nFixedFixed第9页/共71页第十页，共71页。频率频率(pnl)和电平设置和电平

5、设置n n电平电平(din pn)(din pn)偏置偏置第10页/共71页第十一页，共71页。频率和电平频率和电平(din pn)设置设置n n电平电平(din pn)(din pn)设置的重复设置的重复性性第11页/共71页第十二页，共71页。频率频率(pnl)和电平设置和电平设置n nALCALCn n 自动电平自动电平(din pn)(din pn)控制，由负反馈电路来实现，用于建立控制，由负反馈电路来实现，用于建立和保持射频输出口稳定的输出，有三种工作模式：和保持射频输出口稳定的输出，有三种工作模式：n nAutoAuton nOnOnn nOff-sample&holdOff-sa

6、mple&holdn nSearch onceSearch once第12页/共71页第十三页，共71页。模拟模拟(mn)调制调制n n模拟调制模拟调制n n调幅调幅(dio f)(dio f)n n宽带调幅宽带调幅(dio f)(I(dio f)(I 输输入端口入端口)n n脉冲调制脉冲调制第13页/共71页第十四页，共71页。矢量矢量(shling)调制调制n nIQIQ调制器调制器n n良好的频谱纯度良好的频谱纯度n n低交叉调制低交叉调制n n内部内部IQIQ调制：调制：40MHz40MHz的基带信号带宽的基带信号带宽(di kun)(-3dB),(di kun)(-3dB),80MH

7、z80MHz射频带宽射频带宽(di kun)(di kun)n n 外部外部IQIQ调制：调制：200MHz200MHz射频带宽射频带宽(di kun)(di kun)第14页/共71页第十五页，共71页。矢量矢量(shling)调制调制n nAnalog IQ Impairment(Analog IQ Impairment(在在I/Q MODI/Q MOD模块模块(m kui)(m kui)中实现）中实现）n nI OffsetI Offsetn nQ OffsetQ Offsetn nGain ImbalanceGain Imbalancen nQuadrature OffsetQuadr

8、ature Offset第15页/共71页第十六页，共71页。矢量矢量(shling)调制调制n nI/Q OffsetI/Q Offset第16页/共71页第十七页，共71页。矢量矢量(shling)调制调制n nGain ImbalanceGain Imbalance第17页/共71页第十八页，共71页。矢量矢量(shling)调制调制n nQuadrature OffsetQuadrature Offset第18页/共71页第十九页，共71页。矢量矢量(shling)调制调制n nIQ swapIQ swap第19页/共71页第二十页，共71页。Impairements(Digital

9、baseband)n n在内部产生的数字基带信号在内部产生的数字基带信号(xnho)(xnho)中加入中加入IQIQ不理想性不理想性n n IQ outIQ out输出，为被测件输出，为被测件提供失真的提供失真的IQIQ信号信号(xnho)(xnho)n n内部数字基带的内部数字基带的IQ IQ impairmentsimpairments可以和可以和IQIQ调制器调制器中的中的IQ imparementsIQ imparements同时存同时存在在l数字(shz)基带IQ imparements在AWGN/IMP模块中实现第20页/共71页第二十一页，共71页。噪声噪声(zoshng)产生产

10、生n nAWGNAWGN发生器发生器n nI/QI/Q不相关不相关n n噪声信号的周期噪声信号的周期(zhuq)(zhuq)和选定的系统带宽相关和选定的系统带宽相关n n 对应对应3GPP3GPP，周期，周期(zhuq)(zhuq)约为约为1 1月；对应月；对应GSMGSM，约，约为为427427天天n n两种模式：两种模式：Additive Noise/Noise OnlyAdditive Noise/Noise Only第21页/共71页第二十二页，共71页。噪声噪声(zoshng)产生产生n n系统系统(xtng)(xtng)带宽带宽第22页/共71页第二十三页，共71页。噪声噪声(zo

11、shng)产生产生n nC/NC/N或或Eb/NoEb/No第23页/共71页第二十四页，共71页。基带信号基带信号(xnho)n n灵活灵活(ln hu)(ln hu)的基带信的基带信号配置号配置第24页/共71页第二十五页，共71页。基带信号基带信号(xnho)n n频率偏置频率偏置n n路径增益路径增益(zngy)(zngy)n n范围为范围为+/-50dB+/-50dB第25页/共71页第二十六页，共71页。基带信号基带信号(xnho)n nIQIQ信号信号(xnho)(xnho)的数字化的数字化叠加叠加I/Q AI/Q B带有频率(pnl)偏置的数字IQ信号累加第26页/共71页第二

12、十七页，共71页。数字数字(shz)调制调制n n通用(tngyng)数字调制实时数字(shz)调制ASK高达 25 Msym/sPSK高达 25 Msym/sQAM高达 25 Msym/sFSK高达 15 Msym/s包含了所有重要的滤波器类型和编码方式第27页/共71页第二十八页，共71页。数字数字(shz)调制调制n n数据源PRBSPatternsData and control listsExternal data(serial,parallel,USB)第28页/共71页第二十九页，共71页。数字数字(shz)标准标准n n通信(tng xn)标准GSM/EDGE(实时(sh sh

13、)3GPP FDD(实时+ARB)第29页/共71页第三十页，共71页。数字数字(shz)标准标准n nGSMn n3个不同(b tn)的工作模式第30页/共71页第三十一页，共71页。数字数字(shz)标准标准n nGSMn nUnframed模式n n连续调制，无时隙(sh x)结构n n调制滤波器参数可选第31页/共71页第三十二页，共71页。数字数字(shz)标准标准n nGSMn n“Framed(Single)”模式(msh)n n设置调制和滤波器n n设置power ramping,触发标记和时钟n n设置数据(Patterns,PN 9 to 23,Data List,Exte

14、rnal)n n定义7个时隙的衰减A4A1A3A6A5A2第32页/共71页第三十三页，共71页。数字数字(shz)标准标准n nGSMn n“Framed(Single)”模式n n支持(zhch)所有标准规定的时隙类型n nNormal(Full Rate)n nNormal(Half rate)n nEDGEn nSynchronisationn nFrequency Correctionn nDummyn nAccess n nAll Data(GSM)n nAll Data(EDGE)第33页/共71页第三十四页，共71页。数字数字(shz)标准标准n nGSMn n“Framed(

15、Single)”模式n n多时隙的配置n n连续(linx)时隙的合成n n用于高数据速率服务第34页/共71页第三十五页，共71页。.2x frame 16x frame 2数字数字(shz)标准标准lGSMl定义两个不同的帧结构(jigu)l两种帧结构(jigu)的重复周期可以选择第35页/共71页第三十六页，共71页。模拟(mn)4个基站数字数字(shz)标准标准n nWCDMAn n下行(xixng)信号第36页/共71页第三十七页，共71页。每个BS包含(bohn)128个信道数字数字(shz)标准标准n nWCDMAn n下行(xixng)信号第37页/共71页第三十八页，共71页

16、。4个带有信道编码的实时(sh sh)W-CDMA码道众多的背景噪声(OCNS)n nWCDMAn n4个带有信道编码的实时(sh sh)W-CDMA码道n n众多的背景噪声(OCNS)数字数字(shz)标准标准第38页/共71页第三十九页，共71页。*1 P-CCPCH and 3 DPCH数字数字(shz)标准标准n nWCDMAn n4个带有信道编码的实时(sh sh)W-CDMA码道第39页/共71页第四十页，共71页。数字数字(shz)标准标准n nWCDMAn nOCNS背景噪声第40页/共71页第四十一页，共71页。激活(j hu)的 OCNS信道(xn do)列表.码域数字数字

17、(shz)标准标准n nWCDMAn nOCNS背景噪声第41页/共71页第四十二页，共71页。模拟(mn)四个终端(UE)数字数字(shz)标准标准n nWCDMA第42页/共71页第四十三页，共71页。附加(fji)用户数字数字(shz)标准标准n nWCDMA第43页/共71页第四十四页，共71页。下行(xixng)上行(shngxng)数字数字(shz)标准标准n nWCDMAn n发射功率控制第44页/共71页第四十五页，共71页。DUT 输出功率*2560 chipsTPC pattern bits11 power up00 power down.1 2 3 4 5 slots11

18、001111数字数字(shz)标准标准n nSMU200A SMU200A 模拟模拟模拟模拟(mn(mn)BS)BS第45页/共71页第四十六页，共71页。SMU200A Misuse TPC settingsTPC bit stream i.e.:1 0 1 1.(1:power up;0:power down)11 00 11 11SMU200A 根据Misuse TPC“设置(shzh)来改变码域功率数字数字(shz)标准标准n nSMU200A SMU200A 模拟模拟模拟模拟(mn(mn)BS(Misuse TPC)BS(Misuse TPC)第46页/共71页第四十七页，共71页。

19、Data lists,external LAN and external USBcan also be used as TPC information!数字数字(shz)标准标准n nWCDMAn n发射功率控制(kngzh)第47页/共71页第四十八页，共71页。Receiver Characteristic:BER(Bit Error Rate)Performance Requirements:BLER(Block Error Rate)Receiver CharacteristicPerformance RequirementsWanted Signaluplink RMC 12.2 k

20、bpsuplink RMC 12.2,64,144,384 kbpsInterfering signals AWGN,CW,W-CDMAAWGNFadingnoyesMeasured quantityBERBLER数字数字(shz)标准标准n nWCDMAn n插入(ch r)误码，误块第48页/共71页第四十九页，共71页。数字数字(shz)标准标准n nWCDMAn nBER 在DTCH 和 DCCH的信息(xnx)数据区插入n nBLER 在 DTCH和 DCCH的CRC区插入第49页/共71页第五十页，共71页。任意任意(rny)波形发生器波形发生器n n任意波形(b xn)发生器n

21、n传统的任意波形(b xn)发生器n n波形(b xn)输出存储器n nD/A变换n n低通滤波器第50页/共71页第五十一页，共71页。任意任意(rny)波形发生器波形发生器n n传统(chuntng)ARB信号的产生第51页/共71页第五十二页，共71页。任意任意(rny)波形发生器波形发生器n nARB中的低通滤波器第52页/共71页第五十三页，共71页。任意任意(rny)波形发生器波形发生器n n数字(shz)内插滤波器第53页/共71页第五十四页，共71页。任意任意(rny)波形发生器波形发生器n n数字(shz)内插滤波器第54页/共71页第五十五页，共71页。任意任意(rny)波

22、形发生器波形发生器n n数字(shz)内插滤波器第55页/共71页第五十六页，共71页。任意任意(rny)波形发生器波形发生器n nSMU200A中的任意波形(b xn)发生器ARBn n波形(b xn)输出存储器n n数字内插滤波器n nD/A变换n n低通滤波器第56页/共71页第五十七页，共71页。任意任意(rny)波形发生器波形发生器n n任意(rny)波形发生器ARB的工作过程第57页/共71页第五十八页，共71页。任意任意(rny)波形发生器波形发生器n n数字(shz)内插滤波器的设计n n数字(shz)内插滤波器一般设计在处开始抑制信号。n nFsample由过采样Ov.和fs

23、ymbol来决定，fsymbol为调制信号的符号速率，fsample=Ov.*fsymbol。n n一般情况下，过采样的选择必须使得数字(shz)内插滤波器的带宽Wi大于调制信号带宽Ws。第58页/共71页第五十九页，共71页。任意任意(rny)波形发生器波形发生器n nSMU200ASMU200A中中IQIQ数据处理过程数据处理过程(guchng)(guchng)第59页/共71页第六十页，共71页。n n合成信号合成信号(xnho)(xnho)的的Crest factor Crest factor 和和 CCDF CCDF取决于初始相位取决于初始相位连续波多载波连续波多载波(zib)信号信

24、号l时域特性(txng)第60页/共71页第六十一页，共71页。1 SACLRWR A Att 15 dBRef-11.6 dBmRBW 10 MHzAQT 6.25 msCenter 2 GHz 2 dB/Mean Pwr+20 dB1E-51E-41E-30.010.1 Complementary CumulatiSingle CWve Distribution Function Samples 100000 Trace 1 Mean -19.82 dBm Peak -16.70 dBm Crest 3.12 dB 2 tone连续波多载波连续波多载波(zib)信号信号第61页/共71页第

25、六十二页，共71页。A Ref-25.7 dBmAtt 5 dB*1 RMCLRWRRBW 30 kHzVBW 300 kHzSWT 1 sNOR*Center 1 GHzSpan 25.5 MHz2.55 MHz/EXTSGLPRN-120-110-100-90-80-70-60-50-40-30 Tx Channel W-CDMA 3GPP FWD Bandwidth 3.84 MHz Power -20.79 dBm Adjacent Channel Bandwidth 3.84 MHz Lower -72.22 dB Spacing 5 MHz Upper -72.25 dB Alte

26、rnate Channel Bandwidth 3.84 MHz Lower -73.71 dB Spacing 10 MHz Upper -73.13 dB 1Marker 1 T1 -41.21 dB 1.000069909 GHzDa te:19.AUG.2003 15:20:3 31 SACLRWR A Att 15 dBRef-10.7 dBmCenter 1 GHz 1.5 dB/Mean Pwr+15 dBRBW 10 MHzAQT 3.125 msEXTPRN1E-51E-41E-30.010.1 Complementary Cumulative Distribution Fu

27、nction Samples 100000 Trace 1 Mean -20.92 dBm Peak -10.66 dBm Crest 10.26 dB Date:19.AUG.2003 15:19:022 Tone3GPPTM1_64Ref-20 dBm A 1 SAAVGAtt 5 dB*Center2 GHzSpan3.3 MHz330 kHz/*RBW 30 kHzVBW 100 kHzSWT 15 ms-120-110-100-90-80-70-60-50-402连续连续(linx)波多载波波多载波第62页/共71页第六十三页，共71页。3GPPTM1_641 SACLRWR A R

28、ef 15.9 dBmAtt 45 dBCenter 2.1 GHz 3.5 dB/Mean Pwr+35 dBRBW 50 MHzAQT 156.25 ms1E-51E-41E-30.010.1 Complementary Cumulative Distribution Function Samples 9999999 Trace 1 Mean -19.21 dBm Peak 10.90 dBm Crest 30.11 dB 1024 CarrierHigh CF A Att 10 dB*Ref-10 dBmEXT1 APCLRWRCenter1 GHzSpan77 MHz7.7 MHz/*

29、RBW 50 kHzVBW 200 kHzSWT 35 msPRN-110-100-90-80-70-60-50-40-30-20-101Marker 1 T1 -17.74 dBm 970.014423077 MHz2Delta 2 T1 -12.13 dB 7.897435897 MHzPOS-10 dBmDate:19.AUG.2003 16:15:43连续连续(linx)波多载波波多载波第63页/共71页第六十四页，共71页。合成信号(xnho)示例Date:19.AUG.2 003 15:17:20 A Ref-25.7 dBmAtt 5 dB*1 RMCLRWRRBW 30 kHz

30、VBW 300 kHzSWT 1 sNOR*Center 1 GHzSpan 25.5 MHz2.55 MHz/EXTSGLPRN-120-110-100-90-80-70-60-50-40-30 Tx Channel W-CDMA 3GPP FWD Bandwidth 3.84 MHz Power -20.79 dBm Adjacent Channel Bandwidth 3.84 MHz Lower -72.22 dB Spacing 5 MHz Upper -72.25 dB Alternate Channel Bandwidth 3.84 MHz Lower -73.71 dB Spa

31、cing 10 MHz Upper -73.13 dB 1Marker 1 T1 -41.21 dB 1.000069909 GHz A Ref-32 dBm*1 RMCLRWRRBW 30 kHzVBW 300 kHzAtt 5 dB*Center 1 GHzSpan 25.5 MHz2.55 MHz/EXTNORSWT 1 s*PRN-130-120-110-100-90-80-70-60-50-40 Tx Channel W-CDMA 3GPP FWD Bandwidth 3.84 MHz Power -20.85 dBm Adjacent Channel Bandwidth 3.84

32、MHz Lower -72.28 dB Spacing 5 MHz Upper -72.99 dB Alternate Channel Bandwidth 3.84 MHz Lower -75.61 dB Spacing 10 MHz Upper -74.50 dB 1Marker 1 T1 -41.37 dB 1.000069909 GHzDate:19.AUG.2003 15:20:331 SACLRWR A Att 15 dBRef-10.7 dBmCenter 1 GHz 1.5 dB/Mean Pwr+15 dBRBW 10 MHzAQT 3.125 msEXTPRN1E-51E-4

33、1E-30.010.1 Complementary Cumulative Distribution Function Samples 100000 Trace 1 Mean -20.92 dBm Peak -10.66 dBm Crest 10.26 dB Date:19.AUG.2003 151 SACLRWR A Att 15 dBRef-10.7 dBmCenter 1 GHz 1.5 dB/Mean Pwr+15 dBRBW 10 MHzAQT 3.125 msEXTPRN1E-51E-41E-30.010.1 Complementary Cumulative Distribution

34、 Function Samples 100000 Trace 1 Mean -20.91 dBm Peak -15.67 dBm Crest 5.24 dB :19:023GPPTM1_64Multi Carrier CW连续连续(linx)波多载波波多载波第64页/共71页第六十五页，共71页。n nSMUSMU提供了可以调整提供了可以调整(tiozhng)Crest factor(tiozhng)Crest factor的多连续波载波信号，的多连续波载波信号，来模拟宽带信号来模拟宽带信号60 MHz bandwidthl时域特性(txng)l3GPP下行多连续波载波(60 MHz)连续连续

35、(linx)波多载波波多载波第65页/共71页第六十六页，共71页。Delta MKRat-62 dBFrequency offset of 1 MHz eliminates feedthrough连续连续(linx)波多载波波多载波n n加入加入(jir)(jir)频率偏置来改善载波泄漏频率偏置来改善载波泄漏第66页/共71页第六十七页，共71页。BERT第67页/共71页第六十八页，共71页。BERTRF(PRBS data)data.Faulty Bit;e.g.because ofnoise,distortion or fading Bit(digital 1)Demodulation DUT clock.Internally generated:.PRBS:clock.第68页/共71页第六十九页，共71页。BERT第69页/共71页第七十页，共71页。第70页/共71页第七十一页，共71页。