Grundlagen der Spektrumanalyse.pdf - Ing. H. Heuermann

Dämpfung
Grundlagen der Spektrumanalyse
Häufige Messungen und Funktionserweiterungen
Für die Berechnung des RMS-Werts aus den Abtastwerten der Videospannung
gilt:
√ i=1
N
1
U RMS = · u 2 i (Gl. 6-19)
N Σ
mit U RMS Effektivwert der Spannung, in V
N Anzahl der Abtastwerte (Samples), die dem entsprechenden
Pixel zugeordnet sind
u i Abtastwerte der Hüllkurve, in V
der Mitte eines Nachbarkanals störend sind. Anteile nahe den Kanalgrenzen
werden durch das Empfangsfilter des Empfängers (matched filter)
unterdrückt und wirken sich daher weniger störend aus.
Bei der Messung der Nachbarkanalleistung mit einem Spektrumanalysator
müssen deshalb im jeweiligen Kanal die einzelnen Meßwerte der
Meßkurve mit dem standardspezifischen Modulationsfilter bewertet werden,
bevor die Kanalleistung durch Integration der Meßwerte ermittelt
wird. Moderne Spektrumanalysatoren bieten hierzu entsprechende Meßfunktionen,
mit denen diese Bewertung automatisch durchgeführt wird.
0 dB
Mit dem Bezugswiderstand R läßt sich daraus die Leistung berechnen:
U 2 RMS
P= (Gl. 6-20)
R
Für einige TDMA-Mobilfunkstandards, z.B. PDC, ist zur Bestimmung der
Nachbarkanalleistung (relative Nachbarkanalleistung) der Spitzenwertdetektor
vorgeschrieben, um ein besseres Erfassen der transienten Leistungsanteile
zu gewährleisten.
Wahl der Videobandbreite / Meßkurvenmittelung
Die Videobandbreite muß sowohl bei Verwendung des RMS- als auch Sample-Detektors
mindestens das dreifache der Auflösebandbreite betragen,
so daß eine Mittelung der Videospannung vermieden wird. Dies würde bei
rauschähnlichen Signalen zu einer Unterbewertung führen, d.h. die resultierende
Kanalleistung wäre zu niedrig. Auch das Mitteln über mehrere
Meßkurven (trace averaging) ist aus diesem Grund zu vermeiden.
6.3.4.2 Bewertung der spektralen Leistung
mit Modulationsfilter (IS-136, TETRA, WCDMA)
Bei einigen Mobilfunksystemen, z.B. bei IS-136 (NADC), TETRA und
WCDMA, muß zur Bestimmung der Leistung in Haupt- und Nachbarkanälen
ein Kanalfilter verwendet werden, das dem Modulationsfilter
(üblicherweise ein Wurzel-Cosinus-Filter) des jeweiligen Systems entspricht.
Dies führt zu einer realistischeren Bewertung des Einflusses der
im Nachbarkanal ausgesendeten Leistung, da vor allem Signalanteile in
–18
–16 –14 –12 –10
–8
–6
–4
–2
–30 dB
f +2 +4 +6 +8 +10 +12 +14 +16 +18
c
Frequenz/kHz
Bild 6-24 Kanalfilter bei IS-136 (NADC)
Mit folgendem Test kann man sehr einfach prüfen, ob bei der Kanalleistungsmessung
mit einem Spektrumanalysator ein Bewertungsfilter
verwendet wird:
Bei aktivierter Kanalleistungsmessung legt man am Eingang des Spektrumanalysators
ein Sinussignal an, dessen Frequenz der Kanalmittenfrequenz
entspricht. Die dabei gemessene Kanalleistung wird als Bezug
verwendet.
Bei schrittweisem Verstimmen der Frequenz des Sinussignals bis an
die Kanalgrenzen (oder alternativ durch Verstimmen der Kanalmittenfrequenz
am Spektrumanalysator bei fest abgestimmtem Sinussignal) ist
die gemessene Kanalleistung zu beobachten. Ändert sie sich, so erfolgt offensichtlich
eine Bewertung durch ein Kanalfilter.
–3 dB
–6 dB
–9 dB
–12 dB
–15 dB
–18 dB
–21 dB
–24 dB
–27 dB
210
211