نسبة تسرب القناة المجاورة في الاتصالات ACLR

تحدد نسبة تسرب القناة المجاورة (ACLR) أو نسبة قدرة القناة المجاورة (ACPR) نسبة الطاقة المرسلة على القناة المخصصة إلى القدرة المستقبلة في قناة الراديو المجاورة بعد مرشح استقبال.

ما المقصود بنسبة تسرب القناة المجاورة ACLR

نسبة قدرة تسرب القناة المجاورة (ACLR): هي نسبة القدرة المتوسطة المرشحة (RRC) القائمة على تردد القناة المجاورة إلى القدرة المتوسطة المرشحة (RRC) القائمة على تردد القناة المخصصة.

ملاحظة:“ACPR” هي اختصار لـ “Adjacent channel power ratio”.

ملاحظة: “ACLR” هي اختصار لـ “Adjacent Channel Leakage Ratio”.

خصائص نسبة تسرب القناة المجاورة ACLR

• يحتوي كل معيار لاسلكي على القنوات المجاورة الموجودة في إزاحات تردد مختلفة.

• وفقًا لمعيار (3GPP)، يجب ألّا يزيد (ACLR) عن (-33 ديسيبل) عند إزاحة (± 1.6 ميجاهرتز) ولا يزيد عن (-43 ديسيبل) عند إزاحة (± 3.2 ميجا هرتز).

• تشتمل مضخمات (CDMA) على إزاحتين من تردد الموجة الحاملة أي (885 كيلو هرتز) و(1.98 ميجا هرتز) وقياس (BW) هو (30 كيلو هرتز).

• يُعرف (ACLR) أيضًا باسم نسبة طاقة القناة المجاورة (ACPR).

• يجب ألّا يزيد (ACLR) عن (-33 ديسيبل) عند إزاحة (± 1.6 ميجاهرتز) ولا يزيد عن (-43 ديسيبل) عند إزاحة (± 3.2 ميجاهرتز).

• يتطلب هذا القياس بيانات المعايرة لكسب مسار مستقبل القياس، والتي تعد جزءًا من نتائج معايرة القياس.

ملاحظة:“3GPP” هي اختصار لـ “Third Generation Partnership Project”.

ملاحظة: “CDMA” هي اختصار لـ “Code-Division Multiple Access”.

كيف يتم قياس نسبة تسرب القناة المجاورة

• نسبة تسرب القناة المجاورة (ACLR) تقيس القدرة النسبية عند إزاحة (± 5 ميجاهرتز) و(± 10 ميجاهرتز) من قناة الوصلة الصاعدة.

• تُقاس القدرة من خلال مرشح (RRC) مع انقلاب (a = 0.22)، وعرض نطاق يساوي معدل الرقاقة (3.84 ميجاهيرتز).

• يشار إلى القياسات (± 5 ميجاهيرتز) بالقناتين المتجاورتين العلوية والسفلية الأولى.

• يشار إلى قياسات (± 10 ميجاهيرتز) بالقناتين المجاورتين العلوية والسفلية.

• يتم تعريف هذا القياس في (3GPP)، ونسبة تسرب طاقة القناة المجاورة (ACLR).

• يمكن إيقاف قياسات الإزاحات الفردية لزيادة سرعة القياس عندما لا تكون هناك حاجة إلى هذه القياسات.

• يمكن عرض القياسات إما في شكل رقمي أو بياني.

• يمكن تعيين الحدود لكل إزاحة لتشكيل “خط حد”، وعند تجاوز حد تتغير الحالة من “اجتياز” إلى “فشل”.

ملاحظة:“RRC” هي اختصار لـ “Root-Raised Cosine”.

متطلبات إشارة إدخال نسبة تسرب القناة المجاورة

• لهذا القياس يستخدم مستقبل مجموعة الاختبار ويتم ضبط الوقت التلقائي لضبط مستوى الإشارة التي يتم قياسها، لذلك لا يلزم تحديد مستوى الإشارة المتوقعة أثناء إعداد القياس.

• يجب أن يكون تردد الإشارة التي يتم قياسها في نطاق (800 ميجاهرتز) إلى (1000 ميجاهرتز) أو (1700 ميجاهرتز) إلى (1990 ميجاهرتز) أو (2480 ميجاهرتز) إلى (2580 ميجاهرتز).

• يجب أن يكون المستوى في موصل (RF IN / OUT) الخاص بمجموعة الاختبار في نطاق (+5 ديسيبل ميلي واط) إلى (+28 ديسيبل ميلي واط)، في عرض نطاق ترددي يبلغ (3.84 ميجاهرتز).

• يجب أن تكون الوصلة الصاعدة ذات قدرة ثابتة داخل القناة طوال مدة هذا القياس، وهذا المطلب له آثار على التكوين الصحيح للتحكم في الطاقة وديناميكيات الوصلة الصاعدة في (HSDPA) و(HSUPA).

ملاحظة:“HSUPA” هي اختصار لـ “high speed uplink packet access”.

ملاحظة:“HSDPA” هي اختصار لـ “High Speed Downlink Packet Access”.

معلمات قياس نسبة تسرب القناة المجاورة

• عدد القياسات المتعددة.

• الحد المجاور، يحدد الحد الأدنى والأعلى المجاور (عند إزاحة ± 1.6 ميجا هرتز).

• الحد البديل، يحدد الحد الأدنى والأعلى (عند إزاحة ± 3.2 ميجا هرتز).

• ذراع الزناد.

• مصدر الزناد.

• تأخير الزناد.

• الفترة الزمنية للقياس.

• إزاحة نطاق القدرة اليدوية.

• مهلة القياس.

• نتائج قياس نسبة تسرب القناة المجاورة.

نموذج ACLR في IMD

• تتمثل الطريقة الملائمة للنظر في مصدر تدهور (ACLR) في جهاز (RF) في نمذجة طيف الموجة الحاملة عريضة النطاق كمجموعة من الموجات الحاملة الفرعية (CW) الفردية.

• ستحمل كل من هذه الموجات الحاملة الفرعية جزءًا صغيرًا من إجمالي قدرة الموجة الحاملة.

• يتم نمذجة الموجة الحاملة الراديوية المستمرة في هذه الحالة بواسطة أربع موجات حاملة فرعية (CW) فردية، ولكل منها ربع قدرة الموجة الحاملة الإجمالية للنطاق العريض.

• يتم توزيع الموجات الحاملة الفرعية على فترات متساوية عبر عرض نطاق الموجة الحاملة.

• يحتوي مكون (IMD) من الموجات الحاملة الفرعية على منتج تشوه (IMD) بتباعد تردد متساوٍ من الموجة الحاملة، وهذا يولد منتج (IM) ثانٍ على طيف الموجة الحاملة.

• وبالمثل، ينتج (IMD) من الموجات الحاملة الفرعية منتج تشويه بعيدًا عن حافة الموجة الحاملة.

• تنتج الناقلات الفرعية منتجات (IM)، والتي تقع مباشرة على قمة منتج (IMD) من الناقلات الفرعية.

• يجبر تأثير التجميع منتجات (IMD) الأقرب إلى حافة ناقل التردد اللاسلكي على أن تكون أعلى في الحجم من منتجات (IMD) البعيدة عنها حافة الموجة الحاملة (RF)، ممّا ينتج عنه مميزة تظهر في طيف تشوه (ACLR).

• يمكن قياس هذا النهج كمياً للتنبؤ بالمستويات الفعلية لمنتجات تشويه (IMD) الفردية.

• يمكن أيضًا التوسيع عن طريق زيادة عدد الموجات الحاملة الفرعية الفردية المستخدمة، ممّا يساعد على زيادة دقته.

• يبدو أداء (ACLR) للعديد من شركات الاتصالات ذات النطاق العريض يشبه إلى حد كبير (ACLR) من هذا، حيث يحتل كل ناقل عريض النطاق الفردي جزءًا صغيرًا من إجمالي عرض النطاق الترددي لحامل النطاق العريض.

• إنّ (ACLR) لحاملة مجاورة للناقل الأخير في المجموعة المتجاورة من الموجات الحاملة عريضة النطاق تسير على الأجزاء العالية لاستجابة التشوه الناجم عن (IMD).

• هذا يتسبب في أن يكون (ACLR) لحالة الناقل المتعدد أسوأ بكثير من نظام الناقل المفرد.

• يمكن قياس هذا التأثير واستخدامه للتنبؤ بدقة بأداء (ACLR) لحاملات النطاق العريض الفردية أو المتعددة.

• يتم استخدام هذا النهج الأساسي للتنبؤ بأداء أجهزة التردد اللاسلكي لأداء (ACLR) من مواصفات (OIP) وحدها.

ملاحظة:“IMD” هي اختصار لـ “inter modulation distortion”.

كيفية قياس ACLR المتزامن

• عادةً ما تقوم معدات قياس التردد الراديوي الحديثة بتحويل إشارة دخل التردد الراديوي إلى إشارة تردد وسيطة (IF) والتي يتم تحويلها بعد ذلك إلى مجال رقمي بواسطة محول تناظري رقمي (ADC).

• يتم بعد ذلك تنفيذ وظائف معالجة وقياس الإشارات المعقدة، مثل تطبيق عرض نطاق قياس نهائي للإشارة وإزالة تشكيل الإشارة مع قياس التشكيل اللاحق، أو ربما الكشف والضغط اللوغاريتمي للإشارة للحصول على عرض السعة الطيفية، في نظام معالجة الإشارات الرقمية (DSP).

• قد يكون لـ (ADC) المناسب لعرض النطاق الديناميكي الواسع جدًا للمكونات الطيفية التي تتميز بعدد كبير من بتات النواتج ذات الدقة عرض نطاق محدود، ممّا يجعل إزالة تشكيل إشارات النطاق العريض أمرًا مستحيلًا.

• إنّ (ADC) المناسب لقياس إشارات النطاق العريض التي تتميز بمعدل تحويل عالٍ للغاية لديه عدد محدود من بتات النواتج، ممّا يجعل قياسات النطاق الديناميكي العريض مستحيلة.

• تبرز صعوبة اختيار (ADCs) من خلال رغبة العاملين في صناعة الاتصالات اللاسلكية في إجراء ما يعرف بقياس (ACLR) المتزامن، وهو نسبة القدرة داخل القناة المشغولة لجهاز الإرسال إلى القدرة التي يتسربها المرسل إلى القناة المجاورة.

• عند إجراء قياسات (ACLR) متزامنة توجد خمس إشارات لاسلكية عريضة النطاق أو أكثر، ويعني المصطلح “متزامن” أنه يجب إجراء القياسات في نفس الوقت لقدرة كل ناقل وإشارة تسرب القناة المجاورة.

ملاحظة: “DSP” هي اختصار لـ “Digital signal processing”.

ملاحظة: “ADC” هي اختصار لـ “Analog-to-digital conversion”.

في النهاية، يتم استخدام معدل تحويل مرتفع للغاية لـ (ACLR) بأكبر عدد ممكن من وحدات البت الدقيقة وهذا يحد من النطاق الديناميكي لقياس (ACLR) أقل ممّا ترغب فيه صناعة الاتصالات اللاسلكية، لذلك هناك ضغط شديد لتحسين أداء القياس.