Радио дизайн и технологии. RF Design

Радио дизайн и технологии. РЧ оборудование, его разработка, тестирование. схемотехника. RF Design

| СТАНДАРТЫ. ТЕХНОЛОГИИ

now browsing by category

=

 

MIMO. Множественный прием и передача


Технология MIMO — множественный прием и передача


  • Влияние канальных эффектов на характеристики систем MIMO
    Для реализации преимуществ MIMO в беспроводной связи требуется весьма точное тестирование компонентов и систем MIMO в реальных условиях. Специально созданные с этой целью приборы обеспечивают идеальное инженерное решение, предоставляя быстрый, точный и масштабируемый способ воспроизведения реальных условий и каналов, и позволяют имитировать замирание сигналов MIMO в реальном времени.


 


 

  • Дополнительно:

 

  • Влияние канальных эффектов на характеристики систем MIMO
    Для реализации преимуществ MIMO в беспроводной связи требуется весьма точное тестирование компонентов и систем MIMO в реальных условиях. Специально созданные с этой целью приборы обеспечивают идеальное инженерное решение, предоставляя быстрый, точный и масштабируемый способ воспроизведения реальных условий и каналов, и позволяют имитировать замирание сигналов MIMO в реальном времени.

5G поколение





Тестирование радарных систем

В документах от компании ROHDE&SCHWARZ дается общий обзор различных военных и коммерческих радарных систем. Приводятся сведения о типовых измерения в таких системах и их компонентов. Очень неплохие докУменты…


= Introduction to Radar System and Component … — Rohde & Schwarz
www.rohde-schwarz.com/file/1MA207_0e.pdf
= 1MA127: Overview of Tests on Radar Systems and Components
http://www.rohde-schwarz.de/file/1MA127_2e.pdf

Эволюция стандарта IEEE 802.11

Эволюция стандарта IEEE 802.11 ==


Источник:

Introduction to 802.11ac WLAN Technology and Testing

By: Mirin Lew, Agilent Technologies


Agilent. LTE and Wireless. Материалы для обучения

LTE and Wireless. Материалы для обучения

 

Стандарты UMTS. Скачать

Радиочастотная идентификация RFID

Радиочастотная идентификация (Radio-frequency identification, RFID) представляет собой универсальную беспроводную технологию для отслеживания и идентификации объектов на небольших расстояниях.
В системе радиочастотной идентификации можно выделить два основных компонента: считывающее устройство (ридер, считыватель, reader) и носитель данных — метку (таг, транспондер, tag), укрепляемый на отслеживаемом объекте.
Попадая в зону действия передающей антенны считывателя, метка начинает излучать колебания, которые попадают на приемную антенну считывателя, и система получает информацию о присутствии объекта в зоне считывателя. В более совершенных системах колебания от метки промодулированы данными из ее памяти, что позволяет считывателю получать серийный номер метки и другие данные.
Бурное развитие данного класса радиооборудования привело к появлению недорогих интегральных схем, уменьшению в размерах RFID приемопередатчикаов и снижению их цен. Диапазон чтения и записи системы RFID зависит от рабочей частоты, мощности излучения считывателя, чувствительности метки, скорости передачи данных, и других факторов.

Радиооборудование системы радиочастотной идентификации


Для характеристики радиопередающих устройств, которые обеспечивают одностороннюю или двухстороннюю связь, но при этом обладают практически не могут создавать помехи другим радиотехническим устройствам, Европейская организация СЕРТ использует термин «устройства малого радиуса действия» SRD (Short Range Devices). Аппаратура радиочастотной идентификации RFID относится к классу устройств SRD и может функционировать только в назначенных частотных диапазонах, выделенных в большинстве стран. В устройствах SRD используются встроенные или внешние антенны и могут использоваться любые виды модуляции [RFID.1]. Международный союз электросвязи ITU в рекомендациях 213/1 поддерживает это определение широкого класса радиоэлектронных приборов и рекомендует национальным администрациям не вводить излишне жесткие требования в определяемые ими параметры устройств SRD. В мировом сообществе прилагаются усилия по гармонизации использования радиоспектра для использования SRD устройств.


Ограничения RFID оборудования по РЧ мощности, диапазону частот и региону использования



Требования к RFID спектральной маске Европейского института ETSI, американской Комисии FCC и китайского комитета RMCC


————————————————————————

RFID.1. [42] ITU-R 213/1, Technical and Operating Parameters and Spectrum Requirements for Short-Range Radiocommunication Devices, 2001.
RFID.2. Harvey Lehpamer. RFID design principles. Artech House, 2008. 293 p.
RFID.3. RFID.технологии. Справочное пособие / К. Финкенцеллер; пер. с нем. Сойунханова Н.М. — М. : Додэка-XXI, 2010. — 496 с. http://www.dodeca.ru/files/pdf/33086.pdf
RFID.4. 321. Jingchao Wang, Baoyong Chi, Xuguang Sun, Tongqiang Gao, Chun Zhang, Zhihua Wang. System Design Considerations of Highly-Integrated UHF RFID Reader Transceiver RF Front-End. 
RFID.5. [43] ITU-R SM.1056, Limitation of Radiation for Industrial, Scientific and Medical (ISM) Equipment, 1994.
RFID. [6] EPCglobal, “EPC UHF Radio Frequency Identity Protocols: Class 1 Generation 2 UHF RFID,” Version 1.2.0, Jan. 2007.
RFID. [7] JTC1. Information technology-Radio frequency identification for item management — Part 6: Parameters for air interface communications at 860 MHz to 960 MHz AMENDMENT 1: Extension with Type C and update of Types A and B. I. ISO/IEC (2006).
RFID. [8] ETSI EN 302-208-1, “Electromagnetic compatibility and Radio spectrum Matters (ERM): Radio Frequency Identification Equipment operating in the band 865 MHz to 868 MHz with power levels up to 2 W Part 1: Technical requirements and methods of measurement”, July 2007.
RFID. [9] FCC Title 47, part 15, “Operation within the bands 902–928 MHz, 2435–2465 MHz, 5785–5815 MHz, 10500–10550 MHz, and 24075–24175 MHz”.
RFID. [10] Radio Management Committee of China, [2007] 205, Application Requirements of RFID within the bands 800/900 MHz.
RFID.11 [9] ISO/IEC 18000-6. Information technology-Radio frequency identification for item management-Part 6: parameters for air interface communications at 860 MHz to 960 MHz AMENDMENT 1: extension with type C and update of types A and B. ISO/IEC, 2006
RFID.12. 111. Wang Jingchao, Zhang Chun, Wang Zhihua. A fully integrated UHF RFID reader SoC for handheld applications in the 0.18 um CMOS process. Chinese Institute of Electronics. Journal of Semiconductors. Vol. 31, No. 8. August 2010.

Стандарт IEEE 802.15.4b a/b/g (ZigBee)

Стандарт IEEE 802.15.4, известный также как ZigBee, является низкоскоростным стандартом связи, предназначеным для обеспечения маломощной связи малого радиуса действия между беспроводными устройствами. Кроме того, радиооборудование ZigBee должно обладать чрезвычайно малым энергопотреблением, и работать годами без замены источников электропитания.
Увеличение потребностей в беспроводных системах для приложений измерения и мониторинга, привели к высокому спросу на маломощные автономные устройства. Стандарт входит в класс беспроводных персональных сетей WPAN (Wireless Personal Area Network), к которым относится также стандарт IEEE 802.15.3 (Bluetooth). Радиооборудование ZigBee может использоваться для решения самых разнообразных задач, таких как взаимодействие с различными датчиками контроля и системами управления в инженерных системах жилых и производственных помещений зданий, управление освещением и температурным режимом домов, работа в сенсорных сетях.
Оборудование стандарта EEE 802.15.4b может работать в трех частотных диапазонах: 868 МГц в Европе, 915 МГц в США и 2,4 ГГц во всем мире. В диапазонах 868 МГц и 915 МГц полосы используются три дополнительных схемы модуляции: двоичная фазовая манипуляция BPSK, квадратурная фазовая манипуляция со сдвигом OQPSK и технология расширения спектра методом параллельных последовательностей (Parallel Sequence Spread Spectrum, PSSS), что показано в таблице
.

В зависимости от схемы модуляции радиооборудование может поддерживать различные скорости передачи данных: 250 Кбит на частоте 2,4 ГГц, от 20 кбит до 250 кбит на частоте 868 МГц и от 40 Кбит до 250 Кбит в диапазоне 915 МГц. На рисунке ниже показано распределение каналов в соответствии со стандартом IEEE 802.15.4b, в соответствии с которым в диапазоне 868 МГц организуется только один канал, 10 каналов на 915 МГц и 16 каналов на 2,4 ГГц. Центральные частоты этих каналов fc определяются следующим образом:
fc = 868,3 [МГц], k = 0;
fc = 906+2(k-1) [МГц], k = 1, 2,…, 10;
fc = 2405+5(k-11) [МГц], k = 11, 12,…, 26,
где k — номер канала.



Рис. 1. Распределение каналов в стандарте IEEE 802.15.4b


Радиооборудование ZigBee относится к классу так называемых приемопередатчиков со сверхмалым потреблением (Ultra-Low-Power RF Transceivers). РЧ блоки ZigBee оборудования, как правило, выполняются с использованием супергетеродинной I/Q архитектуры, архитектуры с низкой промежуточной частотой (low-IF), или архитектуры с прямым преобразованием.
Точность модуляции в ZigBee можно охарактеризовать величиной вектора ошибки EVM. Как указано в стандарте IEEE 802.15.4b, в передатчике сигнал должен формироваться со значением вектора ошибки EVM, составляющим менее 35 процентов, при его измерении на протяжении 1000 чипов. Стандарт ZigBee требует, чтобы мощность модулированного сигнала при передаче была не менее -3 дБм при ограничении региональными нормативнымм требованиями. Однако более предпочтительной является мощность передатчика 0 дБм. При мощности передатчика 0 дБм, типовое рабочее расстояние радиооборудования ZigBee составляет 10-20 м.
Требуемая чувствительность тракта приема определяется как минимальная мощность сигнала на входе приемника, которая дает менее 1 процента пакетных ошибок PER (Packet Error Rate). Стандарт ZigBee требует, чтобы минимальная чувствительность была -92 дБм для 868/915 МГц при использовании BPSK, и -85 дБм для OQPSK и PSSS схем модуляции. В диапазоне 2,4 ГГц чувствительность составляет -85 дБм. Приемники ZigBee должны иметь возможность обрабатывать входной сигнал с уровнем до -20 дБм для всех случаев.


Материалы сайта ZigBee Alliance. http://www.zigbee.org/
Стандарты ZigBee Alliance: http://www.zigbee.org/Standards/Downloads.aspx
ZigBee Alliance. ZigBee Specification 053474r17, 2007.
ZigBee Alliance. ZigBee RF4CE Specification 094945r00ZB, 1.0 edn., 2009.

Сверхширокополосные системы UWB (Ultra Wide Band)

Согласно определению Европейской Комиссия по связи ECC (European Communications Commission) сверхширокополосная система СШП (Ultra Wide Band, UWB) связи — это система, использующая технологию радиопередачи с занимаемым спектром, большим 20% от номинала центральной частоты, или занимаемой абсолютной полосой частот, большей 500 МГц
Основным стандартом, которого придерживаются при разработке радиообрудования UWB, является IEEE 802.15.3a. Стандарт подготовлен рабочей группой IEEE 802.15 Института инженеров по электротехнике и электронике комитета стандартов IEEE, которая определяет стандарты беспроводных персональных сетей WPAN (Wireless Personal Area Network)
При создании СШП радиооборудования используются два перспективных напрвления: импульсное СШП-радио IR-UWB (Impulse Radio-UWB) и СШП на основе несущей CB-UWB (Carrier Based-UWB).


  • IR-UWB системы занимает большой непрерывный спектр частот и передают очень короткие импульсы с низкой скважностью (duty cycle).
  • CB-UWB системы основаны на многочастотных методах (методы со многими несущими, многополосные, OFDM/MC-UWB), в которых используется несколько модулированных или немодулированных колебаний, которые в частотной области можно рассматривать как импульсы. Структура MC-UWB сигнала соответствует стандарту IEEE 802.15.3a, также называемого «многополосный сверхширокополосный MB-UWB (multiband ultra wideband)».



Сперктральные маски СШП систем, соответствующие требованиям различных регулирующих организаций (Ultra Wide Band, UWB standarts)


Существуют различные схемы импульсной модуляции (Pulse Modulation), которые могут быть использованы в СШП системах. Для передачи информации в СШП-системах может быть использован ряд видов модуляции, показанные на рисунке ниже: амплитудная манипуляция с переключением, называемую зачастую просто амплитудная манипуляция (On-Off Keying, OOK), амплитудно-импульсная модуляция АИМ (Pulse Amplitude Modulation, PAM), двоичная фазовая манипуляция BPSK (Binary Phase Shift Keying), импульсно-позиционная модуляция PPM (Pulse Position Modulation), ортогональная импульсная модуляция OPM (orthogonal pulse modulation) а также комбинации вышеназванных видов.



Диапазоны частот UWB, используемые MB-OFDM (OFDM UWB) системами


Для использования многополосного метода MB-OFDM спектр ШПС делится на 14 диапазонов (Band) по 528 МГц в каждом, как показано на рисунке 1.5. Первые 12 диапазонов затем разбиваются на четыре группы диапазонов (band group), состоящие из трех диапазонов в каждой. Последние два диапазона входят в пятую группу. Кроме того, в соответствии со спецификациями ECMA-368 [21], в пределах спектра первых четырех определена также шестая группа диапазонов, для нормативного всемирного использования. Первоначально большая часть исследований и разработок радиооборудования были проведены для первой нижней группы выделенного диапазона частот от 3,1 до 5 ГГц, являющимся обязательным для поддержки в обеих технологиях формирования сверхширокополосного сигнала.
Большинство имеющихся UWB продуктов используется в первой группе диапазонов, использующей первые три диапазона от 3,168 до 4,952 ГГц. В то время как в США могут использоваться все 14 диапазонов, другие страны ограничивают использование специфическими диапазонами. Скорости передачи данных: 53.3, 80, 106.7, 160, 200, 320, 400 и 480 Мбит/с. Дальность действия может изменяться, так как изменяются расстояния между передатчиками и приемниками.



Различные виды модуляции, используемые в импульсных системах СШП (UWB Pulse Modulation)


Гауссовские импульсы имеют лучшие характеристики, чем другие, и позволяют получить импульс для получения сигналов с дополнительным пересечения нуля  [UWB.4]. Различные гауссовские импульсы имеют разные спектры. Для системы связи UWB с шириной диапазона более 3.1 ГГц, при существующих нормативных ограничениях мощности, гауссовские импульсы являются наиболее привлекательными. Кроме того, гауссовский импульс может быть легко сформирован по сравнению с другими. Именно по этой причине использование таких импульсов во временной области технологии UWB получило широкое распространение.



Гауссовский импульс первого порядка (First derivative of a Gaussian pulse)


В самом общем случае передатчик UWB сигналов представляет собой генератор импульсов с регулируемым параметром: фазой, амплитудой, временной задержкой. Необходимый вид модуляции вводится как раз путем изменения величины регулируемого параметра. В общем случае в тракте передачи из опорных прямоугольных импульсов производится формирование импульса необходимой формы (impulse shaping) для создания базовых импульсов (base impulse signal) с последующим введением модуляции. При выборе характеристики формирующего фильтра, по сути дела, производится изменение формы импульса так, чтобы наилучшим образом удовлетворять требованиям спектральной маски соответствующего стандарта.



Типовая структура импульсного СШП передатчика (UWB transmitter)


—————————————————————————————-

  • UWB.1. И.Иммореев, А.Судаков. Сверширокополосные и узкополосные системы связи. Совместная работа в общей полосе. Электроника: Наука, Технология, Бизнес. 2, 2003. с. 34-37.
  • UWB.2. Radio frequency devices. 47 CFR, Part 15. – Code of Federal Regulations, 2001.
  • UWB.3. ECC Report 120. Technical requirements for UWB DAA (Detect And Avoid) devices to ensure the protection of radiolocation in the bands 3.1-3.4 GHz and 8.5-9 GHz and BWA terminals in the band 3.4-4.2 GHz.
  • И. Шахнович. Сверхширокополосная связь. Второе рождение? – ЭЛЕКТРОНИКА: НТБ, 2006, №2
  • www.ieee802.org/15;
  • www.uwbforum.org — временно недоступен.

Тестирование формирования луча антенны TD-LTE

Тестирование формирования луча антенны TD-LTE видео (15 минут) от Agilent Technologies

TD-LTE Transmitter Beamforming Tests |N7109A and 89600 VSA Software | Agilent Technologies.
http://www.youtube.com/watch?v=mj58aSOZ1Kc