DE19523343B4

DE19523343B4 - Vorrichtung zum Messen einer Leckleistung

Info

Publication number: DE19523343B4
Application number: DE19523343A
Authority: DE
Inventors: Masao Nagano
Original assignee: Advantest Corp
Current assignee: Advantest Corp
Priority date: 1994-06-27
Filing date: 1995-06-27
Publication date: 2004-05-13
Anticipated expiration: 2015-06-28
Also published as: DE19523343A1; JP2997165B2; JPH0815353A

Abstract

Vorrichtung zum Messen der Leckleistung zwischen benachbarten Kanälen eines Senders (1), mit:
einem Mischer (8), der eine Ausgabe eines Empfangsoszillators (6) und ein Signal des zu vermessenden Senders (1) mischt;
einem A/D-Konverter (3), der ein Ausgangssignal des Mischers (8) unter Verwendung der Ausgabe eines Abtastfrequenzoszillators (7) in ein Digitalsignal umwandelt;
einem Hilbert-Konverter (403), der die Digitaldaten in ein komplexes Signal umwandelt;
einem Tiefpaßfilter (404), der unnötige Frequenzkomponenten aus dem Komplexsignal des Hilbert-Konverters (403) entfernt, um ein tiefpaßgefiltertes komplexes Signal zu liefern;
einem das tiefpaßgefilterte komplexe Signal filternden Bandpaßfilter (406), dessen Ausgangssignal eine Frequenzcharakteristik entsprechend einer Frequenzcharakteristik des Senders hat; und
einer Leistungsberechnungseinheit (407), die die Leckleistung, die von dem bandpaßgefilterten Ausgangssignal des Bandpaßfilter (406) abgeleitet wird, in Echtzeit berechnet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen einer Leckleistung, die das Messen von Leistungsübertragungen in benachbarte Kanäle eines Senders im Zeitbereich erleichtert.
Traditionell wird während des Messens der Leckleistung in benachbarten Kanälen eines Senders die Auswertung von Signalen im stationären Zustand im Frequenzbereich ausgeführt.
7 zeigt ein Beispiel von Wellenformen innerhalb eines Übertragungskanals und eines Kanals, der dem Übertragungskanal benachbart ist. In dem Übertragungskanal (siehe 7a) wird Information in einem konstanten Zeitbereich in einem Bündel (Burst) übermittelt, wobei eine time-sharing-Übertragungsmethode angewendet wird. Das Zeitintervall des Bündels wird üblicherweise als Schlitz bezeichnet, während die wiederholte Impulsfolge in einem Bündel üblicherweise Rahmen genannt wird. Wenn z.B. ein plötzlich wechselndes Signal, wie etwa ein TDMA (time division multiple access, Zeitmultiplex mit Mehrfachzugriff) -Signalbündel im Übertragungskanal erzeugt wird, wird im allgemeinen eine Interferenzwelle in dem benachbarten Kanal induziert (d.h., in dem Kanal, der dem benachbarten Frequenzband zugeordnet ist).
7(b) zeigt ein Beispiel einer Wellenform einer Leckleistung in dem benachbarten Kanal. Leckleistung wird in den zweiten, dritten und höheren Kanälen oberhalb und unterhalb des Übertragungskanals erzeugt. Ein Maximalwert in dem benachbarten Kanal stellt die Leistungsspitze dar.
8 erläutert eine beispielhafte Vorrichtung, die die Leckleistung mißt . Zuerst wird für eine Periode mit einem Leistungsmeßgerät ein Mittelwert zwischen dem Zeitbereich mit Signalbündel und dem Zeitbereich ohne Signalbündel gemessen. Danach wird die mittlere Leistung während des Zeitbereichs, in dem das Signalbündel liegt, berechnet, wobei das Tastverhältnis des Zeitbereichs mit Signalbündel zur gesamten Periode in Betracht gezogen wird. Der Wert der Leckleistung, der mit diesem Verfahren bestimmt wird, ist ein Mittelwert; eine Leistungsspitze, wie in 7b gezeigt, kann hier jedoch nicht bestimmt werden.
Bei einem anderen Meßverfahren wird z.B. ein Spektrum-Analysator verwendet. Dieses Verfahren berechnet die mittlere Leistung über den Zeitbereich mit Signalbündel, nachdem mit einem gängigen Spektrum-Analysator Messungen im Zeitbereich ausgeführt worden sind.
Messungen, die mit einem Spektrum-Analysator ausgeführt werden, beinhalten jedoch ein Abtasten der Wellenform. Um sicherzustellen, daß die maximale Leistung genau bestimmt werden kann, ist im allgemeinen mehr als eine Abtastung pro Rahmen erforderlich. Falls die Abtastzeit berücksichtigt wird, sind, wenn ein Schlitz 15 msec lang ist und ein Rahmen 6 Schlitze enthält, 90 msec erforderlich, um eine Abtastung zu erhalten. Wenn ein Spektrum-Analysator 500 Abtastungen vornimmt, dauert eine Messung der Leckleistungsspitze 45 Sekunden. Eine solche Meßmethode ist zu zeitaufwendig und deshalb nicht effektiv.

Aus der GB-A-2 191 660 ist ein System zum Messen der Leistung in einem Nachbarkanal bekannt.

Kürzlich ist die Notwendigkeit aufgetreten, ein kurzzeitiges Ereignis, wie etwa eine Interferenzwelle an dem Anstieg und dem Abfall einer Bündelwelle in einer TDMA-Übertragung zu messen. Das obige Leistungsmeßgerät oder der Spektrum-Analysator ermöglichen jedoch nur die Messung eines Mittelwertes der Leckleistung eines Rahmens in den benachbarten Kanälen; man kann jedoch kein kurzzeitiges Ereignis, wie etwa ein TDMA-Signalbündel messen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Messen der Leckleistung in benachbarten Kanälen für einen Sender bereitzustellen, die die obengenannten Mängel beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, die Messung eines Übergangs von Leistung in die benachbarten Kanäle (ACP-Übergang) eines Senders im Zeitbereich zu ermöglichen, wobei eine Technik der Digitalsignalverarbeitung verwendet wird.

Diese Aufgabe wird mit den in Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst.

Erfindungsgemäß kann der A/D-Konverter die Analog-Digitalkonvertierung in Echtzeit ausführen, da die Frequenz des A/D-Konverters ungefähr 220 kHz beträgt. Zusätzlich können die von dem Hilbert-Konverter erzeugten Real- und Imaginärteile in Echtzeit bearbeitet werden. Außerdem nimmt die Bearbeitung nicht außerordentlich viel Zeit in Anspruch, wenn die Verringerungsfunktion nur wie benötigt ausgeführt wird.

Da die Charakteristika des Bandpaßfilters den Anforderungen eines jeden Telekommunikationssystems genügen, können Daten mit guter Reproduzierbarkeit erhalten werden. Zusätzlich ist das Bandfpaßfilter auf den Trägerkanal, den oberen benachbarten Kanal und den unteren benachbarten Kanal ausgelegt. In dem Leistungsberechnungsteil wird die Summe der Quadrate des Realteils und des Imaginärteils berechnet, um so die Leckleistung des benachbarten Kanals zu erhalten. Auf diese Weise erzielt man die berechneten Ergebnisse in Echtzeit. Aus diesem Grund wird ein kurzzeitiger Wechsel, der in einem Signalbündel beobachtet wird, und ein entsprechender Leistungsübergang im Zeitbereich präzise gemessen.

1 ist ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
2 ist ein Blockschaltdiagramm der Digitalsignalverarbeitungsanlage, die in 1 gezeigt ist;
3 ist ein Ablaufdiagramm, das die allgemeine Methode des Messens der Spitzenleckleistung in Übereinstimmung mit der Lehre der Erfindung ausführlich beschreibt;
4 verdeutlicht die Schritte der Frequenzkonvertierung mittels der erfindungsgemäß verwendeten Signalbearbeitung;
5 zeigt die Signalbearbeitungsoperation als eine Funktion der Frequenz, der Zeit und der Leistung;
6(a) zeigt ein Beispiel der Leckleistung des Trägerkanals;
6(b) zeigt ein Beispiel der Leckleistung des oberen benachbarten Kanals (+25 kHz);
6(c) zeigt ein Beispiel der Leckleistung des unteren benachbarten Kanals (–25 kHz);
7 zeigt ein Beispiel der Wellenformen des Übertragungskanals und des benachbarten Kanals; und
8 zeigt ein Beispiel einer Messung der Leckleistung.
1 veranschaulicht ein Blockschaltbild der ersten Ausführungsform der Erfindung. Das von der zu testenden Vorrichtung 1 gemessene Signal und die Frequenz f_L des Empfangsoszillators 6 werden wie in 1 gezeigt, durch einen Mischer 8 gemischt, und das sich daraus resultierende Signal befindet sich in einem mittleren Frequenzband bei einer Frequenz f_IF. Darauf folgend wird das interessierende Signal mit der mittleren Frequenz entweder aus dem Summensignal oder dem Differenzsignal durch das Tiefpaßfilter (TPF) 2 herausgezogen. Danach wird mittels des A/D-Konverters 3 eine Analog-Digitalwandlung durchgeführt, wobei die Abtastrate gleich der Frequenz f_SP des Abtastfrequenzoszillators 7 ist. Dadurch ist das gefilterte Signal digitalisiert.
Eine Auswahl aus der Mittelfrequenz f_IF im Niederfrequenzbereich (um die 220 kHz) wird ausgeführt, um die Analog-Digital-Convertierung zu erleichtern. Aus diesem Grund kann der Mischer 8 vorteilhafterweise aus verschiedenen Stufen zusammengesetzt sein, um so, falls nötig, die Signalfrequenz allmählich zu verringern.
Die vom A/D-Konverter 3 digitalisierten Daten werden wie nachstehend beschrieben durch eine Digitalsignalverarbeitungsanlage (DSV) 4 bearbeitet. Abschließend wird die Leckleistung des benachbarten Kanals bestimmt und in einer Anzeigeeinheit 5 angezeigt.
2 ist ein Blockschaltbild der Digitalsignalverarbeitungsanlage, die in Übereinstimmung mit der Erfindung verwendet wird. 4 zeigt die Schritte der Frequenzumwandlung mit der in der Erfindung verwendeten Meßvorrichtung und dem angewendeten Meßverfahren. In der Digitalsignalverarbeitungsanlage 4 werden durch das zweite Tiefpaßfilter 402 aus dem f_IF-Mittelfrequenzsignal 401 hochfrequente Signalkomponenten von Frequenzbändern, die nicht von Interesse sind, zuerst entfernt, wie in 2 dargestellt. Das f_IF-Signal wird mit der Abtastfrequenz f_SP digitalisiert. Wie 4(b) zeigt, ist das zweite Tiefpaßfilter so ausgelegt, daß hochfrequente Signalkomponenten, die größer als f_SP/4 sind, ausgefiltert werden.
Nach der Filterung wird das Eingangssignal durch den Hilbert-Konverter 443 als ein Satz von komplexen Signalen in eine Vektorform umgewandelt. Der Hilbert-Konverter 403 gibt entsprechend den Real- und Imaginärteilen des Eingangssignals zwei Signale aus (d.h. ein Realteil (I) und ein Imaginärteil (Q)). Von den beiden aus der Hilbert-Convertierung resultierenden Signalen (f_H ± f_IF) wird durch das dritte Tiefpaßfilter 404 nur das interessierende Signal herausgezogen. Zum Beispiel könnte die (f_H + f_IF)-Komponente durch das dritte Tiefpaßfilter herausgezogen werden. Danach werden die Daten durch das Datenreduktionsteil 405 wie benötigt reduziert. Die Datenreduktion tritt auf, um sicherzustellen, daß eine ausreichende Anzahl von Abtastungen vorgenommen werden, so daß die in den Daten enthaltende Information nicht verlorengeht, wobei gleichzeitig die Abtastrate auf einem Minimum gehalten wird, um die weitere Bearbeitung nicht auszudehnen. In einer Ausführungsform werden z.B. 1/4 der Daten herausgeschnitten, um Werte für die Berechnung der Leckleistung bereitzustellen.
Nachdem die Anzahl der Datenbits reduziert wurde, wird das Signal durch ein Bandpaßfilter 406 gefiltert. Das Bandpaßfilter 406 hat Filtercharakteristika gemäß der Charakteristika der Telekommunikationsausrüstung, die zur Übertragung verwendet wird. Zum Beispiel ist das Filter 405 auf Filtercharakteristika in Übereinstimmung mit verschiedenen Anforderungen wie z.B. D-MCA ausgelegt und kann entweder durch analoge oder digitale Verfahren implementiert werden. Zusätzlich kann das Filter 406 in Abhängigkeit von der benötigten Bandbreite und der Anzahl der Abtastungen so ausgelegt werden, daß der Trägerkanal und jeder benachbarte Kanal gefiltert wird. Das Bandpaßfilter kann z.B. so ausgelegt sein, daß drei Kanäle mit den Frequenzbändern des Trägerkanals, des oberen benachbarten Kanals und des unteren benachbarten Kanals durchgelassen werden.
Nach der Bandpaßfilterung wird in der Leistungsberechnungseinheit 407 die Summe der Quadrate der Real- und Imaginärteile (d.h. I² + Q²) bestimmt. Dieser berechnete Wert stellt die Leckleistung des benachbarten Kanals dar und entspricht einem Kurzzeit-Wert des Übergangs im Zeitbereich.
5 veranschaulicht dreidimensional die Effekte der oben beschriebenen Signalbearbeitung (d.h. Frequenz; Zeit und Leistung). In 5 ist dargestellt, daß drei Kanäle gleichzeitig bearbeitet werden, obwohl es für den Fachmann offensichtlich sein wird, daß fünf oder mehr Kanäle ergänzt werden können, falls es notwendig erscheint. Zusätzlich wird anhand der bearbeiteten Ergebnisse der Mittelungsprozeß ausgeführt. Zum Beispiel kann ein gemittelter ACP innerhalb des TDMA-Schlitzes, ein gemittelter ACP innerhalb des TDMA-Rahmens, ein Spitzen-ACP und ein gemittelter ACP des Digitalmodulationsteils, usw. erzielt werden.
Die bearbeiteten Ergebnisse der Digitalverarbeitungsanlage 4 werden in der Anzeigeeinheit 5 angezeigt. 6 zeigt eine Darstellung der Leckleistung eines benachbarten Kanals. 6(a) zeigt den Trägerkanal, 6(b) den oberen benachbarten Kanal (+25 kHz) und 6(c) den unteren benachbarten Kanal (–25 kHz).
Es ist zu bemerken, daß in der Beschreibung des Blockschaltbildes der ersten Ausführungsform der Erfindung nur die erste ACP gemessen wurde. Um jedoch die zweite, dritte und höhere Ordnung zu messen, können weitere Ausführungsformen der Erfindung so konstruiert werden, daß die mittlere Frequenz der Empfangsoszillatorfrequenz f_L geeignet versetzt wird und die Signalbearbeitung mehrfach ausgeführt wird, so daß die Leckleistung in den anderen interessierenden Bändern bestimmt wird. Zusätzlich kann in bezug auf die Filtercharakteristika des Bandpaßfilters 406, falls die Filtercharakteristika des Bandpaßfilters 406 in Übereinstimmung mit der des Telekommunikationssystems, wie etwa PDC, PHS, NADC, usw. verändert wird, die ACP für jedes System genau gemessen werden. Weiterhin könnte die Erfindung so ausgelegt werden, daß die Signalbeobachtungen durch Ausführen der APC-Messung und Modulationsanalyse mit den gleichen Daten und der gleichen Zeit angestellt werden, wobei die gemessenen Ergebnisse und die demodulierten Daten synchronisiert werden.
Bislang wurde die Vorrichtung zum Messen einer Leckleistung eines benachbarten Kanals beschrieben. Unter anderen Gesichtspunkten kann jedoch eine Ausführungsform der Erfindung ein Verfahren zum Messen der Leckleistung eines benachbarten Kanals durch Ausführen einer Anzahl von Schritten aufweisen.
3 ist ein Ablaufdiagramm, das den Meßvorgang erläutert. Das Mischen der Ausgabe des Empfangsoszillators und des Signals von dem zu vermessenden Gegenstand erzeugt ein Mittelfrequenzsignal (Schritt 110 in 3). Das von dem Mischer erzeugte Ausgangssignals wird mittels eines A/D-Konverters mit einer Abtastrate, die durch die Ausgabe des Abtastfrequenzoszillators bestimmt ist, in ein Digitalsignal umgewandelt (Schritt 130). Darauffolgend werden die Digitaldaten durch einen Hilbert-Konverter (Schritt 150) in ein komplexes Signal umgewandelt, und das Tiefpaßfilter entfernt unnötige Frequenzkomponenten aus dem Ausgangssignal des Hilbert-Konverters (Schritt 160). Das Bandpaßfilter filtert das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters, um ein Signal zu erzeugen, das eine Frequenzcharakteristik entsprechend der Sendevorrichtung hat (Schritt 180). Zum Schluß berechnet die Leistungsberechnungseinheit die Leckleistung, die aus einem Satz von von dem Bandpaßfilter ausgegebenen komplexen Zahlen abgeleitet wird (Schritt 190).
Außerdem kann in dem obigen Meßverfahren das Verfahren zur Messung der Leckleistung des benachbarten Kanals so ausgeführt werde, daß die Ausgangsdaten des Tiefpaßfilters durch die Datenreduktionseinheit reduziert werden (Schritt 170) und daß das Ausgangssignal der Datenreduktionseinheit dem Bandpaßfilter zugeführt wird (Schritt 180).
Entsprechend der obigen Beschreibung der Erfindung wird eine Vorrichtung zur Messung der Leckleistung eines benachbarten Kanals zur Verfügung gestellt, die das Messen eines ACP-Übergangs in die benachbarten Kanäle eines Senders im Zeitbereich ermöglicht.

Claims

Vorrichtung zum Messen der Leckleistung zwischen benachbarten Kanälen eines Senders (1), mit: einem Mischer (8), der eine Ausgabe eines Empfangsoszillators (6) und ein Signal des zu vermessenden Senders (1) mischt; einem A/D-Konverter (3), der ein Ausgangssignal des Mischers (8) unter Verwendung der Ausgabe eines Abtastfrequenzoszillators (7) in ein Digitalsignal umwandelt; einem Hilbert-Konverter (403), der die Digitaldaten in ein komplexes Signal umwandelt; einem Tiefpaßfilter (404), der unnötige Frequenzkomponenten aus dem Komplexsignal des Hilbert-Konverters (403) entfernt, um ein tiefpaßgefiltertes komplexes Signal zu liefern; einem das tiefpaßgefilterte komplexe Signal filternden Bandpaßfilter (406), dessen Ausgangssignal eine Frequenzcharakteristik entsprechend einer Frequenzcharakteristik des Senders hat; und einer Leistungsberechnungseinheit (407), die die Leckleistung, die von dem bandpaßgefilterten Ausgangssignal des Bandpaßfilter (406) abgeleitet wird, in Echtzeit berechnet.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei Daten in dem tiefpaßgefilterten komplexen Signal durch eine Datenreduktionseinheit (405) auf ein bestimmtes Maß reduziert werden und wobei das Ausgangssignal der Datenreduktionseinheit (405) einem Bandpaßfilter (406) zugeführt wird.