Damit sich 5G und Satellitensignale untereinander nicht stören

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Fallstudie zur friedlichen Koexistenz im 28-GHz-Band

Das Bild 1 zeigt den Aufbau des für die 28-GHz-Fallstudie verwendeten Messplatzes. Um 28-GHz-Satelliten- und potentiellen 5G-Signale zu erzeugen, wird ein Vektorsignalgenerator der Familie PSG mit breitbandigen IQ-Eingängen in Kombination mit einem breitbandigen Präzisions-Arbiträrsignalgenerator (AWG) eingesetzt. Der AWG erzeugt die I- und Q-Signale. Diese werden mit Hilfe des PSG auf den Träger von etwa 28 GHz aufmoduliert.

Die vorgestellte Kombination von AWG und PSG kann Testsignale bis 44 GHz mit einer Modulationsbandbreite von bis zu 2 GHz erzeugen. Die Testsignale werden entweder mit einem 50-GHz-Signalanalysator mit einer Bandbreite von 1 GHz oder mit einem Oszilloskop mit 33 GHz analysiert. Auf dem eingebetteten Controller des AWGs wird die Designsimulationssoftware SystemVue installiert. Mit ihr wird das Signalszenario erstellt, das danach durchgemessen wird.

Das Bild 2 zeigt das Blockschaltbild der Simulation, mit dem das Signalszenario für die Studie erstellt wurde. Für das Szenario wurde als Satellitensignal ein breitbandiges, amplituden- und phasenumgetastetes Signal (APSK = Amplitude and Phase-Shift Keying) verwendet. Die Signalquelle für das APSK-Signal ist im Bild 2 oben links gezeigt. Für das zu prüfende, potenzielle 5G-Signal wurde ein breitbandiges, proprietäres OFDM- (Orthogonal-Frequency-Division-Multiplexing-)Signal hergenommen. Die zugehörige Signalquelle ist im Bild 2 unten links dargestellt.

Für beide Signalquellen kann man in der Simulation eine Reihe von Parametern einstellen, mit denen man die Charakteristik der Signalform konfigurieren kann. Die vorliegenden Signalformen wurden als Beispiele gewählt, um das Prinzip eines Signalszenarios für eine Koexistenzuntersuchung zu beleuchten. Der Anwender kann sie nach seiner Wahl auch durch andere Signaltypen ersetzen, die für seine Anwendung von speziellem Interesse sind.

Satelliten- und 5G-Signale werden in der Simulationssoftware über einen sogenannten Combiner resampled und zusammengeführt. Der Combiner kann mehrere Eingangssignale mit unterschiedlichen Mittenfrequenzen, Bandbreiten und Abtastraten zusammenführen und erzeugt daraus ein einziges Ausgangssignal. Man lädt dieses dann in den Signalgenerator, der sie dann als reale Testsignale ausgibt.

Auf der rechten Seite im Bild 2 sieht man das Download-Element der Simulation, mit dem die I- und Q-Komponenten der komplexen Testsignalform automatisch in den AWG geladen werden, sobald die Simulation durchgelaufen ist. Die I- und Q-Ausgänge des AWG werden dann auf die breitbandigen IQ-Eingänge des PSG-Signalgenerators geführt, der sie dann auf den Träger von etwa 28 GHz moduliert.

Das Bild 3 zeigt das resultierende Testsignal. Auf der linken Seite der Spektrumdarstellung findet sich das kundenspezifische OFDM-Signal, das Satellitensignal auf der rechten Seite. Die beiden Mittenfrequenzen wurden so gewählt, dass zwischen beiden Signalen noch hinreichend Sicherheitsabstand bleibt.

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