低軌通信衛(wèi)星采用了更大的系統(tǒng)帶寬和更為復(fù)雜的信號制式以提高系統(tǒng)速率。高頻、大帶寬、復(fù)雜的信號制式，以及不斷演進的行業(yè)標準也給測試帶來了更大的挑戰(zhàn)。
中國低軌通信衛(wèi)星項目處于關(guān)鍵的性能評估以及系統(tǒng)設(shè)計階段。與其他傳統(tǒng)地面通信系統(tǒng)類似，對系統(tǒng)中的功放，射頻鏈路以及發(fā)射機和接收機進行調(diào)制質(zhì)量和解調(diào)性能的評估是衡量系統(tǒng)最終性能的重要依據(jù)。需要進行此類測試的設(shè)備包括地面站收發(fā)設(shè)備，星上轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備以及用戶終端設(shè)備。
針對這些挑戰(zhàn)，Keysight 提供了涵蓋寬帶矢量信號生成、解調(diào)分析和元器件測試的完整測試方案。
-頻率可以覆蓋Ku/Ka/Q/V波段，帶寬最寬可達4 GHz；
-支持低軌衛(wèi)星備選的 DFT-S-OFDM (QPSK/8PSK) 和 DVB-S2 (QPSK/8PSK)信號制式，完美契合低軌衛(wèi)星通信的地面站收發(fā)設(shè)備，星上轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備和用戶終端設(shè)備的性能評估要求。
-為衛(wèi)星及終端研發(fā)單位提供專業(yè)的支持，協(xié)助客戶完成低軌衛(wèi)星關(guān)鍵器件的調(diào)制質(zhì)量(EVM)性能評估。
方案總結(jié)
- Keysight 矢量信號源 + 信號分析儀和矢量信號源 + 矢網(wǎng)的方案，都能夠進行低軌候選信號中 DFT-S-OFDM 和 DVB-S2 信號格式下元器件的 ACPR 和EVM 測試(單載波和多載波)。兩種方案從時域和頻域進行EVM的測量，得到非常一致的結(jié)果，驗證了測試結(jié)果的精度和有效性。
- Keysight 針對低軌候選信號的要求，在DFT-S-OFDM信號的生成和解調(diào)分析上專門開發(fā)了對8PSK調(diào)制方式的支持, 可以支5G NR 8PSK調(diào)制的方案。
- 矢量信號源和信號分析儀的方式既可以支持元器件測試，又可以支持發(fā)射機和接收機整機的調(diào)制解調(diào)測試。
- Keysight PNA-X是業(yè)界唯一支持器件ACPR和EVM測試的網(wǎng)絡(luò)分析儀，它具有非常快捷的測試速度，極低的本底EVM，還能同時給出每個載波的EVM測試結(jié)果和總的EVM。對于元器件測試而言可以實現(xiàn)從基本的物理參數(shù)到寬帶調(diào)制質(zhì)量的一站式測試。
以下將完整介紹完成上述測試需求的解決方案和測試結(jié)果實例供大家選型與參考。其中信號產(chǎn)生和信號分析平臺既可以完成放大器和變頻器等元器件的調(diào)制質(zhì)量(EVM)和鄰道泄露(ACP)測試，也可以完成發(fā)射機整機的調(diào)制性能和接收機解調(diào)性能驗證。矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀+矢量信號源的平臺則可以在兼顧元器件傳統(tǒng)物理參數(shù)的同時完成元器件的調(diào)制質(zhì)量(EVM)和鄰道泄露(ACP)測試。
一、方案概述
0.1信號生成和分析軟件
目前低軌候選的信號制式包括DVB-S2和DFT-S-OFDM兩種。其中DVB-S2是應(yīng)用在衛(wèi)星上的傳統(tǒng)信號，采樣單載波調(diào)制配合信源信道編碼，調(diào)制格式包括QPSK，8PSK，16APSK和32APSK。
不同點在于本次低軌候選評估的DVB-S2信號帶寬大為增加，單載波最高400MHZ帶寬，多載波（2或者4載波）聚合下系統(tǒng)最大帶寬約為950MHz。
圖1. DVB-S2信號產(chǎn)生軟件
圖2. DVB-S2解調(diào)分析
DFT-S-OFDM是OFDM體制信號，頻譜效率更高，系統(tǒng)吞吐率更大，是當今地面移動通信系統(tǒng)中所采用的最新信號體制。
此類信號由于OFDM信號峰均比等方面的原因，傳統(tǒng)上并未用于對功放能耗要求嚴格的衛(wèi)星系統(tǒng)上。如今隨著系統(tǒng)速率要求的提高，考慮將其應(yīng)用在低軌衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，因此對于衛(wèi)星上的放大器（包括行波管放大器和固態(tài)放大器）而言，需要重新評估器件在該類型信號激勵下的調(diào)制狀態(tài)。根據(jù)器件在不同工作點下的信號惡化程度，可以評估系統(tǒng)的最大輸出功率以及可承受的調(diào)制方式。
與DVB-S2類似，低軌候選DFT-S-OFDM單載波信號帶寬為100MHz，200MHz和400MHz，載波數(shù)為2和4兩種，最大系統(tǒng)帶寬約為950MHz。
