Mérési útmutató a Mobil infokommunikáció laboratórium 1. méréseihez GSM II. Mérés helye: Hálózati rendszerek és Szolgáltatások Tanszék Mobil Kommunikáció és Kvantumtechnológiák Laboratórium I.B.113. Összeállította: Balázs Ferenc, Dr. Imre Sándor, egyetemi tanár Frissítette: Németh Zoltán, Jakó Zoltán, PhD hallgató Utolsó módosítás: 2014. január 15.
1 Bevezetés Az előzőmérésen a mobil készülék szabványos statisztikus állapotban mérhető paramétereivel ismerkedtünk meg. Ez azt jelenti, hogy a mobil készülék és a bázisállomást reprezentáló teszt-er egy kábelen keresztül van összekötve, melyen nincs semmiféle zavaró jel tehát tökéletes csatornát produkálunk. Erre azért van szükség, mert a szabványban definiált teljesítmény értékeket, teljesítmény osztályokat és egyéb az előzőmérésen meghatározott, megfigyelt értékeket így lehet csak megmérni. Ezen a mérésen a mobil készülék dinamikus paramétereit vizsgáljuk meg. Ez a valós élet szimulálását jelenti a laboratóriumkeretein belül. Ennek célja, hogy a paramétereket kézben tudjuk tartani és így hitelesen, biztonságosan vizsgáljuk a szabványban definiált küszöbértékeket. Azzal tisztában kell lennünk, hogy a készülékek ilyen típusú vizsgálata nagyon fontos, mert a hálózat minősége függhet egy rossz készüléktől. Például, ha a mobil nem tudja betartani az idősémát, akkor azzal kellemetlenséget okoz az utána következő időrésben lévő előfizetőnek és a bázisállomásnak egyaránt, amiből az előfizető azt a következtetést vonja le, hogy a szolgáltatás minősége nem megfelelő. 2 A mérésekről általában A mérések eszköze a HP 8922H+E műszerekből álló tesztrendszer, valamint a Rhode Swartz CMU 200 Radio Tester és a számítógép. A jegyzőkönyv készítéséhez pedig a Libreoffice aktuális verzióját kell használni, mely utóbbinak felhasználói szintű ismeretét feltételezzük minden egyes hallgatóról. A méréshez a Mobil Kommunikáció és Kvantumtechnológiák Laboratórium hallgatói számítógépeit kell használni, melyek a labor bejáratánál elhelyezkedő asztalon lévő fekete színű számítógépeket jelentik. A gépeken Windows 7 operációs rendszer fut. A számítógépbe való bejelentkezéshez használja a mcl / mcl felhasználónév és jelszó párost. Bejelentkezést követően a labor oldaláról nyissa meg a mérési útmutatót (vagy akár az otthon kinyomtatott példányát is használhatja). A méréshez használható jegyzőkönyv sablont is a labor weboldalán találja. 3 Mérési alapismeretek Dinamikus körülmények alatt a tényleges működési körülményeket értjük ami a valós életben is előfordul. Ezeket a vizsgálhatóság szempontjából külön-külön vizsgáljuk. Az alábbiak lépnek fel mint fontos tényezők. Az egyik nagy csoport az interferenciát okozó hatások. A szomszédcsatornás interferencia, amikor a szomszéd csatornán lévő jel spektrumban való átlógása zavarja a másik csatornát. Az azonos csatornás interferencia, ami az azonos csatornán lévő más adó jeléből adódó interferenciát jelenti. Az intermodulációs zavarok, melyek a vevő nem linearitásából adódnak. 3.1 Közös csatornás interferencia mérése (Co-channel rejection) A közös csatornás interferencia esetén a felhasználó és az interferenciát okozó eszköz azonos csatornát (frekvenciát és időrést) használ. A mérésből a hallgatónak azonos csatornára kell a zavaró jelet beállítania és mérni a hasznos és zavaró jel hányadosát, az 1. ábra szemlélteti ezt az esetet.
1. ábra: Közös csatornás interferencia mérése 3.2 Szomszéd csatornás interferencia (Adjacent channel rejection) Ellentétben az előző azonos csatornás esettel, ebben az esetben az interferencia a szomszéd csatornából érkezik meg a vevőhöz. Ez a szomszédos csatorna lehet frekvenciában szomszédos vagy időrésben. A szomszédos interferencia méréséhez állítsunk be a hasznos bázisállomáson -100 dbm-et, míg az interferáló bázisállomáson -83-85dBm-et. 2. ábra: Szomszéd csatornás interferencia mérése
3.3 Intermodulációs torzítás mérése Az intermoduláció okozta zavart a vevő nem lineáris része miatt távolabbi csatornán lévő jel zavart okoz a vevőben. 3. ábra: Intermodulációs zavar mérése A 3. ábrán látható, hogy az 1600kHz-el arrébb levő csatorna használat miatt az f 0 középfrekvenciájú sávban is veszünk zavaró jelet. 4 Ellenőrző kérdések 1. Milyen interferencia típusok léphetnek fel a vezetnék nélküli távközlésben? Hogyan lehet ellenük védekezi? 2. Milyen fading jelenségeket ismer?hogyan alakulhatnak ki? 5 Mérési feladatok I. Interferencia vizsgálatok 1. Állítsa össze az azonos csatornás interferencia méréséhez szükséges elrendezést és figyelje meg a vett jel minőségét az interferáló jel teljesítmény növelésének függvényében. 2. Állítsa össze a szomszédcsatornás interferencia méréséhez szükséges elrendezést és figyelje meg a vett jel minőségét az interferáló jel teljesítmény növelésének függvényében.
3. Állítsa össze az intermodulációs torzítás méréséhez szükséges elrendezést és figyelje meg a vett jel minőségét az interferáló jel teljesítmény növelésének függvényében. Az interferáló jel f 0 +1600 Hz frekvenciájú legyen. A teszter által kibocsájtott jel f 0. II. Rhode Swartz CMU 200-al történő vizsgálatok II.1. Építsen ki GPRS kapcsolatot a telefon és a bázisállomást emuláló CMU-200 között! Ehhez állítsa be a BCCH csatorna teljesítményét -50 dbm-re és keresse meg a mobil egységgel a CMU-200 által generált hálózatot. II.2. A Network supportot állítsa be GSM+GPRS-re, a Main Service-t pedig Packet Data-ra. Ezt követően a Service Select-et állítsa TEST MODE A-ra és auto slot konfigurációt használjon! Ha sikerült a kapcsolat kiépítse a mobil és a CMU-200 között írja fel a mért adatokat: mért átlagos burst teljesítmény, csúcs burst teljesítmény, frekvencia és fázishibák. II.3. Végezzen Bithibaarány (BLER) mérést az adatkapcsolati átvitel esetére. A Connect Control-ban nézze meg a Receiver Quality beállításokat! Ott az Application menüpontban tudja a BER mérést kiválasztani. A mérést végezze el 10000 keretre! 6 Ajánlott irodalom [1] Stüber, Gordon L: Principles of Mobile Communication,3rd ed., Springer, 2012