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11-2016

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Fachzeitschrift für Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik

Wireless

Wireless Herausforderungen durch Interferenzen effizient meistern In der drahtlosen Welt ist Interferenz ein unerwünschter Nebeneffekt, der Störungen verursachen, Mobiltelefon-Anrufe unterbrechen und im Allgemeinen die Kommunikation beeinträchtigen kann. Im Fall von Mobilfunknetzen sind Interferenzen ein Teil des Netzwerks. Bild 1: Beispiel eines per OTA gemessenen LTE-Signals Inzwischen verfügen immer mehr Netzwerke über integrierte Funktionen, die Interferenzen erkennen können. Jedoch fehlt diesen Tools häufig das Hintergrundwissen, da sie nur für einige Signalarten ausgelegt sind und die Auswirkungen des Problems nur in einem einzigen Kanal messen können. Ein Spektrumanalysator ist ein für Ingenieure vertrautes Tool, um Interferenzquellen zu messen und zu identifizieren. Es gibt viele unterschiedliche Arten von Spektrumanalysatoren auf dem Markt, aber oftmals kommen kleine batteriebetriebene Geräte zum Einsatz, da man sich damit frei bewegen und Daten von mehreren Standorten vergleichen kann. Auf der Jagd nach Interferenzen besteht die erste Herausforderung darin zu bestimmen, ob das Störsignal überhaupt gemessen werden kann. Normalerweise ist der gestörte Empfänger, und das ist der erste Schritt der Untersuchung, einfach zu identifizieren. Die Herausforderung besteht darin, dass Funkempfänger sehr kleine Signale erfassen können. Autor: Dean Miles EMEA Technical Marketing Manager bei Tektronix www.tektronix.de Bild 2: Ein Echtzeit-Spektrumanalysator mit einem 1-kHz-RBW-Filter verbessert die Sichtbarkeit bei LTE-Signalen 48 hf-praxis 11/2016

Wireless Deshalb muss der Spektrumanalysator so eingestellt werden, dass er quasi mit der gleichen Empfindlichkeit wie der gestörte Empfänger arbeitet und somit auch das Gleiche „sieht“ wie der Empfänger. Ein normaler LTE- Empfänger hat beispielsweise eine Empfindlichkeit von etwa -120 dBm. Dies bedeutet, dass alle Hochfrequenz-Störsignale auf dem Empfangskanal, die stärker als -120 dBm sind, den Betrieb des Empfängers stören können. Es gibt zwei Parameter bei einem Spektrumanalysator, welche die Empfindlichkeit beeinflussen: der Referenzpegel (RefLvl) und die Auflösebandbreite (RBW). Die Herausforderung besteht darin, dass bei Messungen über die Luftschnittstelle (OTA - Over the Air) der Referenzpegel relativ hoch (-30 dBm) gehalten werden muss, so dass der Spektrumanalysator nicht durch die gesamte gemessene Hochfrequenz-Energie überlastet wird. Bei den meisten Spektrumanalysatoren wird der RBW- Parameter automatisch eingestellt, und zwar auf der Basis des Frequenzbereichs, den der Anwender konfiguriert hat. Bei OTA-Messungen sollten die RBW-Werte reduziert werden, um auch kleine Signale zu erkennen, die den gestörten Empfänger beeinflussen könnten. Diese Kombination hat bei den meisten batteriebetriebenen Spektrumanalysatoren eine sehr langsame Sweep-Rate zur Folge, so dass periodisch auftretende transiente Signale mit niedrigem Pegel kaum zu sehen sind. Aber eben solche Signale verursachen störende Interferenzen. Echtzeit-Spektrumanalysatoren adressieren dieses Problem, da sie das Spektrum mit einem schmalen RBW- Filter schneller messen können, als einfache, universelle Spektrumanalysatoren. Bild 1 zeigt ein Beispiel eines über OTA gemessenen LTE-Signals. In diesem Fall wird der Frequenzbereich auf 40 MHz eingestellt, was eine RBW von 300 kHz zur Folge hat. Die Bestimmung der Bild 3: Ein Echtzeit-Spektrumanalysator kann sehr viel mehr Informationen darstellen, als ein konventioneller Spektrumanalysator Emission im Zentrum der Darstellung ist allerdings relativ schwierig. Es ist fast unmöglich, eine schmalbandige Störquelle (< 300 Kilohertz) mit dieser Einstellung zu erkennen. Bild 2 zeigt dieselbe Einstellung mit einem 1 kHz RBW-Filter. In diesem Fall hat sich die Messzeit für den LTE Kanal und die effektive Sweep- Zeit auf nur 40 ms erhöht. Das ist einer der Vorteile eines Echtzeit- Spektrumanalysators (RTSA) bei der Messung von Interferenzen auf einem Funkkanal. Derartige Geräte sind leider teuer und auch nicht mobil. Mittlerweile ist aber eine neue Klasse von kostengünstigen, batteriebetriebenen Echtzeit-Spektrumanalysatoren mit USB-Schnittstelle erhält- hf-praxis 11/2016 49

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