低軌通信衛(wèi)星采用了更大的系統(tǒng)帶寬和更為復雜的信號制式以提高系統(tǒng)速率。高頻、大帶寬、復雜的信號制式，以及不斷演進的行業(yè)標準也給測試帶來了更大的挑戰(zhàn)。

中國低軌通信衛(wèi)星項目處于關鍵的性能評估以及系統(tǒng)設計階段。與其他傳統(tǒng)地面通信系統(tǒng)類似，對系統(tǒng)中的功放，射頻鏈路以及發(fā)射機和接收機進行調制質量和解調性能的評估是衡量系統(tǒng)最終性能的重要依據(jù)。需要進行此類測試的設備包括地面站收發(fā)設備，星上轉發(fā)設備以及用戶終端設備。

針對這些挑戰(zhàn)，Keysight 提供了涵蓋寬帶矢量信號生成、解調分析和元器件測試的完整測試方案。

-頻率可以覆蓋Ku/Ka/Q/V波段，帶寬最寬可達4 GHz；

-支持低軌衛(wèi)星備選的 DFT-S-OFDM (QPSK/8PSK) 和 DVB-S2 (QPSK/8PSK)信號制式，完美契合低軌衛(wèi)星通信的地面站收發(fā)設備，星上轉發(fā)設備和用戶終端設備的性能評估要求。

-為衛(wèi)星及終端研發(fā)單位提供專業(yè)的支持，協(xié)助客戶完成低軌衛(wèi)星關鍵器件的調制質量(EVM)性能評估。

方案總結

- Keysight 矢量信號源 + 信號分析儀和矢量信號源 + 矢網的方案，都能夠進行低軌候選信號中 DFT-S-OFDM 和 DVB-S2 信號格式下元器件的 ACPR 和EVM 測試(單載波和多載波)。兩種方案從時域和頻域進行EVM的測量，得到非常一致的結果，驗證了測試結果的精度和有效性。

- Keysight 針對低軌候選信號的要求，在DFT-S-OFDM信號的生成和解調分析上專門開發(fā)了對8PSK調制方式的支持, 可以支5G NR 8PSK調制的方案。

- 矢量信號源和信號分析儀的方式既可以支持元器件測試，又可以支持發(fā)射機和接收機整機的調制解調測試。

- Keysight PNA-X是業(yè)界唯一支持器件ACPR和EVM測試的網絡分析儀，它具有非常快捷的測試速度，極低的本底EVM，還能同時給出每個載波的EVM測試結果和總的EVM。對于元器件測試而言可以實現(xiàn)從基本的物理參數(shù)到寬帶調制質量的一站式測試。

以下將完整介紹完成上述測試需求的解決方案和測試結果實例供大家選型與參考。其中信號產生和信號分析平臺既可以完成放大器和變頻器等元器件的調制質量(EVM)和鄰道泄露(ACP)測試，也可以完成發(fā)射機整機的調制性能和接收機解調性能驗證。矢量網絡分析儀+矢量信號源的平臺則可以在兼顧元器件傳統(tǒng)物理參數(shù)的同時完成元器件的調制質量(EVM)和鄰道泄露(ACP)測試。

一、方案概述

0.1信號生成和分析軟件

目前低軌候選的信號制式包括DVB-S2和DFT-S-OFDM兩種。其中DVB-S2是應用在衛(wèi)星上的傳統(tǒng)信號，采樣單載波調制配合信源信道編碼，調制格式包括QPSK，8PSK，16APSK和32APSK。

不同點在于本次低軌候選評估的DVB-S2信號帶寬大為增加，單載波最高400MHZ帶寬，多載波（2或者4載波）聚合下系統(tǒng)最大帶寬約為950MHz。

圖1. DVB-S2信號產生軟件

圖2. DVB-S2解調分析

DFT-S-OFDM是OFDM體制信號，頻譜效率更高，系統(tǒng)吞吐率更大，是當今地面移動通信系統(tǒng)中所采用的最新信號體制。

此類信號由于OFDM信號峰均比等方面的原因，傳統(tǒng)上并未用于對功放能耗要求嚴格的衛(wèi)星系統(tǒng)上。如今隨著系統(tǒng)速率要求的提高，考慮將其應用在低軌衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，因此對于衛(wèi)星上的放大器（包括行波管放大器和固態(tài)放大器）而言，需要重新評估器件在該類型信號激勵下的調制狀態(tài)。根據(jù)器件在不同工作點下的信號惡化程度，可以評估系統(tǒng)的最大輸出功率以及可承受的調制方式。

與DVB-S2類似，低軌候選DFT-S-OFDM單載波信號帶寬為100MHz，200MHz和400MHz，載波數(shù)為2和4兩種，最大系統(tǒng)帶寬約為950MHz。