Application Notes

Facili misurazioni del BER per lunghe sequenze PRBS

L’analizzatore di spettro e segnali R&S®FSW è uno strumento ad alte prestazioni in grado di misurare molti parametri di componenti e sistemi elettronici critici. Usando la funzionalità di misure del tasso di errore sul bit (BER) dell’opzione R&S®FSW-K70P, è possibile determinare con precisione la tolleranza d’errore sui dati grezzi ricevuti da un componente o sistema elettronico.

Attività da eseguire

Gli sviluppatori di componenti e sistemi di comunicazione sono interessati a valutare la qualità di modulazione dei segnali nei loro dispositivi, una caratteristica direttamente collegata alla qualità dei dati inviati. A un cattivo segnale può infatti corrispondere una qualità insoddisfacente delle chiamate vocali, come anche un ridotto throughput dei dati dovuto a errori di trasmissione.

In un sistema di comunicazione, ciascun bit viene trasmesso sotto forma di simbolo di dati. L’accuratezza della modulazione misura la deviazione di ciascun simbolo ricevuto rispetto alla sua posizione ideale nel diagramma di costellazione. Tale misurazione si definisce ampiezza del vettore di errore (EVM).

Segnale con eccellente EVM (elevata accuratezza della modulazione)
Segnale con eccellente EVM (elevata accuratezza della modulazione)
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Sebbene utile, tale misurazione non fornisce alcun dettaglio relativo all’impatto sugli errori di dati nel sistema, dal momento che è possibile avere un EVM scarso anche in un sistema in cui non si verificano errori sul flusso di dati binari.

Lo stesso segnale fortemente distorto. È caratterizzato da scarsa qualità di modulazione, ma è chiaro che nessun simbolo potrebbe rientrare in un quadrante adiacente.
Lo stesso segnale fortemente distorto. È caratterizzato da scarsa qualità di modulazione, ma è chiaro che nessun simbolo potrebbe rientrare in un quadrante adiacente.
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Gli errori binari si presentano quando un simbolo di dati si trova nell’area errata del diagramma di costellazione (per QPSK, il quadrante). Si parla in tal caso di errori di decisione sul simbolo. Tali errori si verificano a causa della distorsione del simbolo di dati durante la trasmissione, prodotta da rumore di ampiezza, di fase, di temporizzazione o aggiuntivo. Quando ciò accade, si verificano errori sul flusso di dati binari, in quanto i dati desiderati sono stati danneggiati e ricevuti in modo errato.

Configurazione del test
Configurazione del test

Soluzione Rohde & Schwarz

Gli errori sui bit possono essere misurati mediante configurazioni di test a una o due porte.

Tipiche configurazioni di test a una e a due porte

In una configurazione di test a una porta, il dispositivi in prova (DUT) stesso produce sia i pattern di dati sia il formato di modulazione da misurare. Una configurazione tipica di questo genere è utilizzata con i modem e chipset dei trasmettitori.

In passato, la misurazione del BER era complessa e richiedeva molto tempo. Oggi, invece, il processo è stato semplificato e reso quasi immediato, anche per pattern di dati molto lunghi e complessi, come nel caso della sequenza PRBS23, costituita da più di 8 milioni di possibili combinazioni da calcolare in anticipo.

Configurazione dell'opzione R&S®FSW-K70P

  • Per prima cosa l’analizzatore R&S®FSW deve sapere quale tipo di modulazione attendersi, ad es. QAM o QPSK. Quindi, deve conoscere la modalità di mappatura dei dati per ciascun punto della costellazione. In caso di utilizzo di un generatore di segnali vettoriali R&S®SMx, la mappatura può essere semplicemente impostata su “SMx”; in questo modo corrisponderà sempre alla mappatura predefinita del generatore, indipendentemente dalla modulazione.
  • Successivamente, dobbiamo ordinare all’analizzatore R&S®FSW di utilizzare “Known Data" (Dati noti) per il processo di demodulazione e selezionare la sorgente e la tipologia dei dati.

In questa fase è inoltre possibile modificare manualmente il polinomio o annullare il percorso di feedback.

  • Infine, devono essere visualizzati i risultati relativi al tasso di errore sul bit. Ciò può essere fatto da “Window Config” (Config. finestra) per la misurazione di “Modulation Accuracy” (Accuratezza della modulazione).

Riassunto

Con una conoscenza di base della mappatura dati e polinomiale della sequenza PRBS, è possibile misurare agevolmente il BER con l’analizzatore R&S®FSW per qualsiasi sequenza PRBS, indipendentemente dalla sua lunghezza.

Un ulteriore vantaggio è la capacità di ottenere risultati di EVM molto precisi, anche in ambienti a basso SNR, grazie all’approccio basato sui dati noti.