Wilke Yu, Agilent Technologies
מהנדסים המתכננים ומבצעים אינטגרציה ואימות של רכיבי והתקני עיבוד אותות של מקלטים ניצבים כיום בפני אתגר קריטי. הם חייבים לשמור על הקצב המהיר של שינויים בתכנון המוכתב על ידי התעשייה תוך התמודדות עם לחץ גובר והולך להיות הראשונים היוצאים לשוק. לרוע המזל, תקנים מתפתחים ולא ברורים מסבכים את האתגר הזה ומובילים לאי וודאות בתכנון וכן מקשים על המהנדסים לעמוד בלוחות הזמנים שלהם. יש לבצע בדיקות עיבוד אותות של המקלטים, אולם בדיקה שהמוצר עונה על התקן אינה מספיקה. יש גם לבדוק מקרי קצה, ובדיקות אלה חייבות להתבצע מוקדם במחזור הפיתוח – תהליך הדורש גבולות רחבים או אי הגבלה של הפרמטרים של הבדיקות. ללא בדיקות כאלה, מוצרים עלולים להיכשל בתנאי אמת ולגרום לעבודה מחדש משמעותית בהמשך.
טיפול באתגרים הללו הינו המטרה העיקרית של מחולל פס הבסיס (baseband) ואמולטור הערוצים N5106A PXB של Agilent (תרשים 1). הוא מתאים למהנדסים העובדים על פיתוח מוצר כמו גם לאלו המבצעים מחקר מתקדם, ה-PXB יכול לשמור על קצב של שינויי תכנון מהירים ותקנים מתפתחים על ידי ביצוע בדיקות עיבוד אותות של מקלטים והתאמתם לתקנים ואף מעבר לכך. זהו המכשיר היחיד המשלב עד 12 בלוקים של DSP כדי לבנות מעל ל-20 תצורות מכוילות של יצירת פס בסיס מרובה-פורמטים, דעיכה (fading) בזמן אמיתי, ולכידת אותות (עד 4×2 MIMO) בקופסה אחת. תצורות אלה, יחד עם חיבור למכשירים חיצוניים, ניתנים להגדרה מחדש תוך שניות באמצעות ממשק המשתמש של המכשיר.
ה-PXB מבוסס מערכת ההפעלה Windows מציע רוחב פס מודולציה של עד 120MHz וזיכרון ביצוע מוקלט של 512MSa, דבר ההופך אותו אידיאלי לביצוע מוקלט של תרחישי בדיקות ארוכים כדי לדמות טוב יותר אותות אמיתיים. הוא תומך במודלי ערוצים מבוססי תקנים עם רוחב פס דעיכה של עד 120MHz או 24 נתיבים לערוץ דעיכה. בנוסף, ניתן ללכוד אותות רדיו ואותות I/Q דיגיטליים מהמכשיר של המהנדס אל ה-PXB, עד 512MSa. ניתן לנטר אותות שנלכדו באמצעות תוכנת ניתוח האותות הווקטורי (VSA)י89600 של Agilent, או לבצע עיבוד שלאחר מעשה באמצעות הסימולאטור של המהנדס.
יכולות כאלה מאפשרות ל-PXB לטפל במספר סוגיות המסבכות את בדיקת עיבוד האותות של המקלט; במיוחד אי הוודאות בתכנון; הזמן, העלויות והמורכבות של הגדרת וכיול המערכת; ותקנים המתפתחים במהירות.
אי הוודאות בתכנון
על ידי מתן האפשרות למהנדס לבצע התאמה אישית של מקרי המבחן ואימות תכנונים בתנאי אמת עם המגוון הרחב ביותר של פרמטרי בדיקה, ה-PXB מתמודד ביעילות עם אי הוודאות בתכנון הקשורה לתקנים מתפתחים ותקנים שאינם ברורים. ניתן ליצור אותות לפי פרמטריזציה מלאה עבור תקנים מבוססים ומתפתחים (כגון LTE, HSPA, W-CDMA, GSM/EDGE, TD-SCDMA, Mobile WiMAXTM, WLAN, ווידאו דיגיטלי ו-GPS) באמצעות שימוש בתוכנת Signal Studio של Agilent אשר רצה ב-PXB. תוכנת ה-System Vue של Agilent יכולה לשמש לתכנון ESL או כדי “לנגן” צורות גל MATLAB® שהותאמו אישית. ה-PXB אף מאפשר למהנדס ליצור מודל של סביבת התפשטות האותות באמצעות אמולציית ערוצים מלאה מבוססת פרמטרים בזמן אמת. המהנדס יכול להשתמש במודלי ערוצים מבוססי תקנים שהוגדרו מראש, לשנות אותם או להתאים מודלים משלו באמצעות טבלת הקורלציה המותאמת אישית ותפריט הגדרת האנטנה של ה-PXB.
הזמן, העלויות והמורכבות של הגדרת וכיול המערכת
בדיקת עיבוד האותות של מקלט במתקנים מרובי פורמטים הינה אתגר יקר הדורש זמן. כדי להישאר במסגרת לוחות הזמנים, מהנדסים זקוקים לדרכים פשוטות כדי לחבר ולכייל את הציוד שלהם, וליצור אותות עצמאיים ומכוילים. עם פחות ציוד שיש לנהל – רק קופסה אחת דרושה כדי לחולל פס בסיס (baseband) מרובה פורמטים, דעיכה בזמן אמת ולכידת אותות – ה-PXB מפשט בצורה דרמטית את הגדרת הבדיקה ומבטל את הצורך בעבודה צורכת הזמן של צירוף כבלים, מפצלים ומדי הספק כדי לחבר ולכייל מכשירים. בנוסף, ניתוב אותות, סיכום (summing), סנכרון וכיול מבוצעים כולם בתוך ה-PXB. יכולות כאלה מקטינות בצורה משמעותית את הזמן, העלות והמורכבות הקשורים להגדרה וכיול של מערכת.
תקנים המתפתחים במהירות
בדיקת עיבוד האותות של מקלט, כיום ובעתיד, דורשת ערכת כלים היכולה להסתגל לתקנים המתפתחים. לפיכך, כדי לקבל את הערך המרבי מההשקעה, המכשיר בו משתמשים צריך לתמוך בפונקציות מרובות, טכנולוגיות עתידיות, שימוש תכוף, ושדרוגים קלים. עם ה-PXB, מהנדסים יכולים למנף ערכת כלים דיאגנוסטית רב תכליתית לאורך כל מחזור החיים של המו”פ – מתכנון, אינטגרציה ואימות ועד קדם-התאמה (pre-conformance) – על מנת לבצע צירופים מרובים של יצירת פס בסיס (baseband) מרובה פורמטים, דעיכה בזמן אמת ולכידת אותות (תרשים 2). על ידי מתן פונקציות מרובות, שדרוגי license-key ושדרוגים קלים באתר (on-site) ללא צורך בכיול, וביצועים המסוגלים להתמודד עם טכנולוגיות עתידיות, ה-PXB אף מבטיח שההשקעה של המשתמש תחזיר ערך הנמשך לאורך זמן.
מסקנה
בדיקת עיבוד אותות של מקלטים בתעשיית התקשורת המאוד-דינמית של זמננו יכולה להיות בעיה מאתגרת ויקרה. מחולל פס הבסיס (Baseband) ואמולטור הערוצים PXB, עם יכולתו למזער אי וודאויות בתכנון, להקטין את הזמן, העלות והמורכבות של הגדרת וכיול מערכת, ולמקסם את השקעת המשתמש באמצעות ניצול טוב יותר של המכשיר ושדרוגים קלים, הינו הפתרון האידיאלי לדילמה הזו. יתר על כן, הגמישות שלו לבדוק מעבר לדרישות התקן ולאפשר צירופים מרובים של יצירת פס בסיס, דעיכה בזמן אמיתי ולכידת אותות מבטיחה שלמהנדסים – כיום ובעתיד – יהיו הכלים הדרושים להם על מנת להגיע לשוק בזמן תוך הישארותם לפני המתחרים.
