部品表ではなくサービスと可用性から始める
機器選定前に、両端、方向、周波数、チャネル、変調、スループットまたは誤り条件、TDD/FDDタイミング、アンテナ位置、経路、可用性を承認し、伝導面と放射面を図示します。
リンク契約を測定可能な入力として固定する
周波数とチャネル計画はフィルタ、デュプレックス間隔、LO、アンテナ、規制境界、測定帯域を決めます。波形とトラフィック状態はクレストファクタ、PAバックオフ、EVM、ACLR、デューティ、電流、温度を変えます。座標、経路断面、周辺送信機、可用性統計も凍結入力です。
公称値、最悪値、実測値を混在させません。温度、公差、経年、根拠を残し、代表値をそのまま受入限界にしません。
| プロジェクト入力 | RFチェーンへの影響 | 保持する証拠 |
|---|---|---|
| 帯域とチャネル | フィルタ、デュプレックス、LO、試験帯域 | 周波数表と不要放射領域 |
| 波形と負荷 | PAバックオフ、EVM、ACLR、デューティ、熱 | 波形、占有、タイミング |
| 経路と可用性 | 伝搬、マージン、ダイバーシティ、アンテナ | 断面、気候、目標 |
| デュプレックスと共存 | 分離、回復、ブロッカ | Tx/Rx状態と妨害レベル |
| 受入基準面 | 伝導モジュール値と設置性能を分離 | 面図、校正、判定法 |
マージン計算の前に基準面を描く
送信側にはPA出力、無線機出力、給電線入力、アンテナ入力、EIRP面があります。受信側にはアンテナ利得、レドーム、給電線、保護器、プリセレクタ、スイッチ、受信入力があります。すべての利得と損失を面に結び付けます。
一体型屋外無線機では内部損失とビーム利得の包含範囲を明記し、分離型ではケーブル、長さ、コネクタ数、実装と温度公差を記録します。
方向ごとに受信レベルとマージンを計算する
指定した受信入力で、送信電力と利得を加算し、送信損失、経路損失、受信損失を減算し、受信アンテナ利得を加えます。リンクマージンは、その値と合意した品質を満たすしきい値との差です。
自由空間、ガス、雨、回折、マルチパス、遮蔽、偏波、指向、干渉、実装余裕を別項目にして二重計上を防ぎます。
6 GHzポイントツーポイントの数値確認
6 GHz、12 kmの自由空間基本損失は、92.45 + 20 log10(f GHz) + 20 log10(d km)から約129.6 dBです。伝導送信電力+30 dBm、両端の給電損失1.5 dB、アンテナ利得34 dBiでは、受信入力は約-34.6 dBmです。必要値-70.5 dBmとの差は35.9 dBですが、降雨、晴天マルチパス、クリアランス、偏波、指向、干渉、装置公差を加える前なので可用性の結論ではありません。
帯域と復調性能から感度を求める
290 Kでは熱雑音密度を約-174 dBm/Hzとし、10 log10の帯域、カスケード雑音指数、必要SNRまたはEb/N0、実装と測定の余裕を加えます。
初段LNAより前の損失は感度を直接悪化させます。希望波だけでなく、ブロッカ、デュプレックス漏れ、利得状態、過負荷回復、許容デセンスを試験します。
実際の波形で送信電力を規定する
平均電力、ピーク包絡線電力、P1dB、飽和、線形出力は別条件です。使用可能電力は、実波形、リソース割当、電源、温度でEVM、ACLR、不要放射を満たす値です。
EIRPは承認した伝導面から給電損失とアンテナ利得を通して計算します。複数キャリアは同時組合せで相互変調、圧縮、熱を確認します。
デュプレックス方式から分離構成を決める
FDDは同時送受信のため、デュプレクサ抑圧、アンテナ分離、送信雑音、受信選択度が連続漏れバジェットになります。TDDではスイッチ分離、PA停止、過渡、ガード時間、受信回復を状態と時間で評価します。
送信電力と受信機が許容できる漏れの差を総分離として、アンテナ、デュプレクサまたはスイッチ、フィルタ、遮蔽、配線、タイミングへ配分します。
変換・フィルタ・クロックを一つの周波数計画にする
RF、LO、IFの範囲、注入方向、イメージ、スペクトル反転、利得状態、スプリアス組合せを一つの表にします。フィルタ抑圧は実際のイメージ、LO漏れ、高調波、ブロッカ、送信漏れ周波数で規定します。
位相雑音、基準安定度、スプリアス、セトリングは利得が足りてもEVM、選択度、同期を制限します。対象オフセットと時間を明示します。
実経路から可用性を構築する
自由空間損失は基準にすぎません。見通し回線ではクリアランス、回折、大気ガス、降雨、晴天時マルチパス、反射、交差偏波を、周波数、距離、地形、気候、高さ、可用性に適した方法で評価します。
装置公差と伝搬停止を分けます。高温での出力低下、給電損失、指向誤差を雨マージンに含めません。ダイバーシティと適応変調は動作条件が定義された場合だけ評価します。
システムバジェットを部品の受入限界へ配分する
PA、LNA、フィルタ、デュプレクサ、ミキサ、周波数源、アンテナ、相互接続に、帯域、レベル、線形性、整合、温度、状態、試験法を配分します。再合成した値がシステムバジェットと一致する必要があります。
シーケンス、VSWR保護、温度、警報、テレメトリも定常、遷移、故障状態で確認します。
| RF機能 | 配分する限界 | 統合確認 |
|---|---|---|
| 電力増幅器 | 帯域、線形電力、EVM/ACLR、デューティ、熱 | 基準面で送信品質を確認 |
| LNAと受信機 | 雑音、利得、ブロッカ、最大入力、回復 | カスケード感度とデセンス |
| フィルタ/デュプレクサ | 損失、抑圧、遅延、電力、分離、ドリフト | 実際のTx/Rx状態で測定 |
| 変換器と信号源 | RF/LO/IF、イメージ、スプリアス、位相、セトリング | 全同調・キャリア組合せ |
| アンテナと相互接続 | 利得、パターン、偏波、VSWR、損失、環境 | 伝導値とEIRPを整合 |
部品から設置リンクまで検証する
- サービス、経路、判定を承認
- 双方向の基準面を作図
- 公称と最悪バジェットを閉じる
- 各段へ限界を配分
- 校正と不確かさを付けて測定
- ブロッカと遷移で統合試験
- 現地で調整し状態を記録
- フィールド値を計算と相関
通信RF仕様で起きやすい失敗
- 自由空間だけで可用性を判断する
- P1dBを波形品質なしで出力と呼ぶ
- 帯域・雑音・復調条件なしで感度を計算する
- 給電線、レドーム、偏波、指向損失を省く
- 異なる不確かさを一つのマージンに隠す
- 静的状態だけで分離を測る
- 同時キャリアを個別に試験する
- 伝導試験と設置EIRPを照合しない
RFQに必要な最小情報
- 両端、方向、構成、距離、アンテナ高さ、環境
- 周波数、帯域、同時キャリア、同調範囲
- 波形、変調、品質目標、デュプレックスタイミング
- 可用性と承認伝搬方式
- 送信電力、EIRP、アンテナ、給電線、偏波
- 感度、雑音指数、ブロッカ、最大入力
- EVM、ACLR、マスク、高調波、スプリアス、LO漏れ
- 分離、切替、回復、共存、保護
- 電源、制御、冷却、実装、環境
- 基準面、校正、不確かさ、受入、データ形式
