Keysight Technologies 衛星信号モニタリングのリファレンスソ …€¦ · マルチバンド／マルチ周波数衛星データストリームなどのモニタリングプロセスは、さまざまな

Keysight Technologies衛星信号モニタリングのリファレンスソリューション

Solution Brochure

衛星のシグナルインテグリティーを検証するための高速で効率的なソリューション。大量のスペクトラムのモニター、正確なデジタル変調解析、構成の柔軟性の向上、サイズ／コストの削減を実現します。

02 | Keysight | 衛星信号モニタリングのリファレンスソリューション - Solution Brochure

衛星信号のモニタリングテストの問題

今日の衛星システムは、これまで以上に複雑なデータストリームを地上局との間でやり取りする必要があります。またスポットビームなどのテクノロジーにより、さらに複雑になっています。マルチバンド／マルチ周波数衛星データストリームなどのモニタリングプロセスは、さまざまな測定上の問題となっています。ほとんどのモニタリング構成は、特定のバンドまたは周波数に割り当てられた専用のテストセットから構成されています。多くの衛星地上局では、固定されたハードウェアとそれをサポートするリソースが部屋いっぱいに存在します。将来的には、複数の測定器を1台に統合したテストソリューションにより、小型化とリソースの節約を実現できる可能性があります。進化する測定ソリューションは、多機能で複数のバンドや変調方式に対応し、可能な限り小型化する必要があります。

衛星通信信号のモニタリングには多くの問題があります。 – 衛星の製造メーカー、事業者、サービスプロバイダは、衛星スペクトラムの最適利用を求めています。

– 各衛星通信バンドには、変調方式やシンボルレートが異なる搬送波が複数存在している場合があります。

– 最新の高スループット衛星は、1つのトランスポンダーに多数のチャネルを収容しているため、より広い帯域幅信号をモニターする必要があり、新たな測定要件が増えます。

– 干渉搬送波を検出／特定する必要があります。 – 離れた場所に分散しているモニタリングステーションは、リモートアクセスやリモート制御が必要です。小型で持ち運びやすいソリューションは、配備／保守を効率化することができます。

衛星信号モニタリングのリファレンスソリューション

衛星信号モニタリングのリファレンスソリューションは、ハードウェア、ソフトウェア、測定の専門知識を統合した、衛星地上局のモニタリングシステムに欠かせない重要なコンポーネントです。柔軟なハードウェア構成、搬送波パワーのモニタリング、デターミニスティックな信号の詳細な変調解析、測定結果の記録、クロスバンドタイミング測定など、特定のテストアプリケーションに適したテストシステムを構築できます。

モジュール型(PXIe)計測器では、優れた測定器密度、拡張可能なマルチチャネルのサポート、高速なデータバス速度、マルチバンドモニタリングに最適な特性を備えています。ベクトル・シグナル・アナライザ（M9391AおよびM9393A）を選択すれば、必要に応じてシステムの周波数レンジをカスタマイズできます。さらに、キーサイトの89600 VSAソフトウェアは、このアプリケーションに必要なスペクトラム解析／デジタル復調ツールを備えています。テスト環境への統合を容易にするために、測定セットアップファイル、テストコードのロギング機能、89600 VSAソフトウェアの自動化レイヤーのサンプルを使用して、信号モニタリングソリューションをカスタマイズすることができます。


リファレンスソリューションのアーキテクチャー

PXIeモジュール計測器は柔軟性と性能に優れ、衛星信号のモニタリングに最適なスケーラブルなプラットフォームです。2種類の一般的な構成を以下に示します。

シーケンシャルスキャン構成

シーケンシャル・スキャン・モデルは、複数の重なり合わないバンドをモニターする必要のあるアプリケーションに最適です。複数のバンドを同時にモニターするには従来複数のアナライザハードウェアが必要でしたが、この構成では、1台のM9393A PXIeベクトル・シグナル・アナライザでモニターできます。信号が最初にアンテナでダウンコンバートされる場合にも、1台のM9391A PXIe

VSAで対応できます。1台のアナライザで済むので、軽量かつ低消費電力を実現でき、ニーズの変化に応じてサイズ変更（シャーシに搭載してRF/マイクロ波スイッチなどの他のPXIモジュールに統合するなど）が可能なコストパフォーマンスの高いソリューションです。

リファレンスソリューションのサンプル・ロギング・

プログラム

エンドユーザー・テスト・

アプリケーション 89600 VSAソフトウェア

1台のM9393A PXIe VSA

シグナルコンディショニング（必要な場合） Lバンド

Xバンド

Kuバンド

Kバンド

アイソレータ／コンバイナ

パラレル収集構成

パラレル収集構成では、複数のPXIeベクトル・シグナル・アナライザを使用して、すべてのバンドで同時に収集できます。この構成は、複数のアンテナがブロックダウンコンバーターを使用してIFバンドに変換している場合など、スペクトラムが重なり合う場合に最適です。周波数に応じて、M9391AまたはM9393Aを使用することができます（両方を組み合わせて使用することも可能です）。この構成では、スキャン速度も高速化されるため、アップリンクからダウンリンクへのタイミングなどのクロスタイミング測定が可能です（チャネル間のタイミング同期は1 nsです）。

リファレンスソリューションのサンプル・ロギング・

プログラム

エンドユーザー・テスト・

アプリケーション89600 VSAソフトウェア

最大4台のM9393A/M9391A

PXIe VSA

シグナルコンディショニング（必要な場合） Lバンド

Xバンド

Kuバンド

Kバンド


リファレンスソリューションの特長と性能

ソリューションの特長と利点

特長利点

高性能PXIe VSA 高速表示更新速度およびマルチバンドスキャンをサポート

モジュール測定器ハードウェアさまざまなアプリケーションに対応でき、ニーズの変化に応じたアップグレードが可能

シーケンシャルスキャン構成軽量で低消費電力のコストパフォーマンスの高いソリューション

デジタルイメージ除去／雑音補正機能内蔵（M9393Aのみ）

27 GHz全体で正確でクリーンな結果を保証

デュアルステージ・ダウンコンバート（M9391AおよびM9393A、3.6 GHz未満）

より高速な性能とイメージ応答保護機能

89600 VSAソフトウェアによる豊富な解析機能 160 MHz帯域幅信号のデジタルベクトル解析により、信号のスペクトラムスキャン／拡大表示が可能

ソリューションの性能（代表値）

スペクトラム解析測定搬送波パワー、中心周波数、占有帯域幅

スペクトラム解析の周波数レンジ 1 MHz～ 6 GHz(M9391A)9 kHz～ 27 GHz(M9393A)

周波数スパン 800 Hz～ハードウェアのフル周波数レンジの範囲で選択可能

スペクトラム解析のスキャン速度、 1回のスキャン（公称値）

＞280 GHz/s（M9393A（オプションUNZ/B16搭載）およびM9037A組込みコントローラー）*

掃引モード連続、シングル、タイムゲーティッド

サポートされるPXIe VSAの数 1つの89600 VSAソフトウェアライセンスで最大4台

変調解析帯域幅最大160 MHz

変調解析信号フォーマット（89601BオプションAYA）

APSK、ASK、FSK、MSK、BPSK、CPM、QPSK、OQPSK、DQPSK、8PSK、D8PSK、QAM、StarQAM、VSB、カスタムAPSK、Shaped Offset QPSKなど

変調解析測定 EVM、振幅／位相誤差、周波数誤差、搬送波パワー、帯域幅、中心周波数など

アラーム搬送波パワーがリミット値を超えた場合にアラームイベントを発生

* 100 kHz以上の分解能帯域幅、IFディザおよび雑音補正オフ。詳細については、Keysight 89601B-SSAの技術概要(5991-4582EN)を参照してください。

ハードウェア

製品の仕様と特性

M9391A PXIeベクトル・シグナル・アナライザ

周波数レンジ 1 MHz～ 3/6 GHz

解析帯域幅 160 MHz

絶対振幅確度 ±0.45 dB（代表値）

表示平均雑音レベル－157 dBm/Hz

M9393A PXIe高性能ベクトル・シグナル・アナライザ

周波数レンジ 9 kHz～ 8.4/14/18/27 GHz

解析帯域幅 160 MHz

絶対振幅確度 ±0.13 dB（公称値）

表示平均雑音レベル－168 dBm/Hz（プリアンプ／雑音補正使用時）

周波数同調速度＜135 μs


測定器


www.keysight.co.jp/find/m9393aM9393Aアナライザは、高速信号モニタリング／解析アプリケーションのスペクトラムスキャン／復調測定用にデザインされ、160 MHzの帯域幅で最大27 GHzまでの信号を解析できます。リアルタイム信号処理により短時間でパワー測定が行え、27 GHzまでの選択したバンドでステップ方式のスペクトラム解析が行えます。代表的なM9393A構成には、M9308Aシンセサイザー、M9214Aデジタイザ、M9365Aダウンコンバーター、M9300A周波数基準が1つずつ（同じシャーシ内の他のシグナル・アナライザと共有可能）、全部で4つのPXIeモジュールが含まれています。

M9391A PXIeベクトル・シグナル・アナライザ

www.keysight.co.jp/find/m9391aM9391Aアナライザは、高速自動テストシステムの高速パワー／復調測定用にデザインされ、160 MHzの帯域幅で最高6 GHzの信号を解析できます。リアルタイム信号処理により短時間でパワー測定が行え、6 GHzまでの選択したバンドでステップ方式のスペクトラム解析が行えます。代表的なM9391A構成には、M9301Aシンセサイザー、M9214Aデジタイザ、M9350Aダウンコンバーター、M9300A周波数基準が1つずつ（同じシャーシ内の他のシグナル・アナライザと共有可能）、全部で4つのPXIeモジュールが含まれています。

M9037A PXIe組込みコントローラー

www.keysight.co.jp/find/m9037aCore i7ベースのM9037A PXIeコントローラーは、優れた性能を備え、シーケンシャル構成でもパラレル構成でも、複数のPXIベースのVSAをサポートできます。複数の89600 VSAソフトウェアを同時に実行できるので、複数のスペクトラムスキャンやVSA測定を並列実行できます。

M9018A PXIeシャーシ

www.keysight.co.jp/find/m9018aM9018A PXIeシャーシには、PXIe VSAモジュール用のスロットが17個あり、最大4チャネルに対応できます。PCIe® Gen 2バックプレーンは、マルチバンドスキャンに必要な性能を備えています。

ソフトウェア

www.keysight.co.jp/find/89600vsa このリファレンスソリューションは、キーサイトの89600 VSAソフトウェアをベースにしています。89600 VSAソフトウェアは、複雑な信号スペクトラム／変調／時間特性を評価するための業界最高のベクトル信号解析ソフトウェアです。さらに、89600 VSA自動化レイヤーおよび標準の.NET API経由でのソフトウェアとのインタフェースにより、カスタムデータ／測定ロギングプログラムを構築することもできます。このAPIは、89600 VSAソフトウェアの機能とオプションをすべてサポートしています。


ソフトウェア：信号解析

ステップ方式スペクトラム解析(89601B-SSA)

89600 VSAソフトウェア、オプションSSAは、1 MHz～ 6 GHz(M9391A)または9 kHz～ 27 GHz

(M9393A)のPXIe VSAの動作範囲内で、選択した周波数レンジにわたって、通常のパワースペクトラム測定を実行します。オプションSSAでは、測定の設定を選択できます。アナライザは、これらの設定に基づいて、スパン全体の各周波数ステップでFFTベースのスペクトラム測定シーケンスを高速に実行します。これらの結果は1つの連続スペクトラムにマージされます。

他のステップ方式FFTスペクトラム・アナライザとは異なり、89600オプションSSAを使用すれば測定が簡単です。重要な設定や低レベルの設定は、ソフトウェアによって自動的に最適化されますが、上級ユーザーは各自で設定することもできます。革新的なソフトウェアアーキテクチャでは、測定速度を最大限に高めるために、ハードウェアの収集処理と測定処理が個別の実行スレッドに割り当てられています。マルチ測定モード機能（以下で説明）と組み合わせれば、複数の周波数バンドをシーケンシャル構成またはパラレル構成でスキャンできます。

1台のM9393A PXIe VSAと89600 VSAソフトウェアオプションSSAを使用した複数の周波数バンドのスキャン。


変調解析(89601B-AYA)

89600オプションAYAは、多くの航空宇宙、防衛、衛星アプリケーションに対応するプリセット（AM、FM、PM、BPSK、QPSK、QAM、APSK、FSK、VSB、SOQPSK、APCO 25など）により、幅広いデジタル変調方式／規格を解析できます。

高度なデジタル復調器により、搬送波周波数、フィルタータイプ、シンボルレートがわかっていれば、信号を復調できます。外部フィルター、コヒーレント搬送波信号、シンボルクロックタイミング信号などは不要です。測定パラメータの柔軟なセットアップ、EVMを含む強力なエラー解析、強力な表示機能により、信号のあらゆる側面を評価できます。

マルチ測定モード

マルチ測定機能により、複数の測定を同時に設定／実行／表示でき、マルチキャリア信号の解析、アップリンク／ダウンリンク信号の同時解析が高速化されています。例えば、広いスペクトラムのスキャンや複数の復調測定を含むテストシーケンスを設定して、同時に実行できます。データ収集モードを同期（デフォルト）またはシーケンスに設定して、測定の切り替え時間を短縮することもできます。すべての信号がPXIe VSAの解析帯域幅内に収まる場合、1回の収集で取得したデータに対して複数の測定が実行されるため、完全な同時測定が可能です。より広い周波数レンジやパラレル構成では、89600 VSAソフトウェアは、目的の信号をすべて捕捉するように最大4台のPXIe VSA

を制御することができます。89600 VSAソフトウェアの複数のインスタンス（測定器ごとに1つ）を同時に実行することもできます。

M9393A PXIe VSAで捕捉した信号を89600 VSAソフトウェアオプションAYAでデジタル復調解析。


89600 VSAソフトウェアのマルチ測定モードでの広帯域スペクトラム測定の実行および3つの信号の同時復調。

これらのテストを設定すれば、すぐに実行できる形でメモリに保存されます。コマンド1つでシーケンスが開始され、89600 VSAソフトウェアは測定を短時間に順次実行します。オペレーターが操作する必要はありません。

ソフトウェア：サンプルソフトウェア

89600 VSAソフトウェアのセットアップファイル

マルチ測定機能を説明する89600 VSAソフトウェアのサンプル測定セットアップファイル（4バンドシーケンス構成を含む）が付属しています。M9393A PXIe VSAと、Keysight M9381A PXIe

VSGなどの最適なベクトル信号発生器(VSG)を組み合わせれば、これらのセットアップと付属のM9381Aデモ波形をサンプルとして使用し、カスタム測定セットアップを作成できます。

データロギングのサンプルプログラム

付属しているデータロギングのサンプルプログラム（C#ソースコードを含む）を見れば、89600

VSAソフトウェアの.NET APIを使用して衛星信号のモニタリングを自動化する方法が理解できます。デモプログラムでは、同じM9381A PXIe VSGデモ波形をセットアップファイルとして使用します。このロギングプログラムは以下の機能を実行します。

– パワー・スペクトラム・トレースと3種類デジタル復調測定の繰り返し – 搬送波パワーと定義済みのリミット値の比較 – 測定結果のファイルへの連続記録（タイムスタンプ付き）。


衛星信号データのサンプル・モニタリング・プログラム


推奨構成 1

M9393A PXIe VSA

モデル概要


M9393A-B16 160 MHz解析帯域幅

M9393A-F27 9 kHz～ 27 GHz周波数レンジ

M9393A-M10 1024 Mサンプルメモリ

M9393A-P27 27 GHzプリアンプ

M9393A-UNZ 高速チューニング

M9393A-300 周波数基準：10 MHzおよび100 MHz

M9391A PXIe VSA

モデル概要


M9391A-B16 160 MHz解析帯域幅

M9391A-F06 1 MHz～ 6 GHz周波数レンジ

M9391A-M10 1024 Mサンプルメモリ

M9391A-UNZ 高速チューニング

M9391A-300 周波数基準：10 MHzおよび100 MHz

PXIeシャーシ／コントローラー

モデル概要

M9018A 18スロットPXIeシャーシ

M9037A PXIe高性能組込みコントローラー

M9037A-M16 16 GBメモリ

M9037A-WE6 Windows 7（64ビット）標準搭載

Y1212A PXIスロットブロッカー

アプリケーションソフトウェア

モデル概要

89601B ベクトル信号解析ソフトウェア

89601B-200 基本ベクトル信号解析

89601B-300 ハードウェアインタフェース

89601B-AYA ベクトル変調解析

89601B-SSA スペクトラム解析

1. 構成オプションの詳細については、M9393A PXIe高性能ベクトル・シグナル・アナライザの構成ガイド（カタログ番号5991-4580EN）、M9391A PXIeベクトル・シグナル・アナライザの構成ガイド（カタログ番号5991-0897EN）、89600 VSAソフトウェアの構成ガイド（カタログ番号5990-6386JAJP）を参照してください。

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