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Agilent MXAシグナル・アナライザN9073A-1FP W-CDMA測定アプリケーションN9073A-2FP HSDPA/HSUPA測定アプリケーション
Technical Overview デモ・ガイド
N9020A MXAシグナル・アナライザは、標準的なスペクトラム・アナライザ機能、
性能と速度の両立により、包括的なRF測定を実現します。
N9073A W-CDMA測定アプリケーションは、3GPPベースの基地局/UEのデザイン、評価、製造に便利なワンボタン測定と変調解析機能を備えています。
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開発/製造用3GPPコンフォーマンス・テスト
Agilent N9020A MXAシグナル・アナライザは、強力なワンボタン測定機能、優れた機能、最高速の測定速度を備え、最高26.5 GHzのミッドレンジ・アナライザでは最高の性能を提供します。
3GPP規格は複雑なので、システムの開発/評価には、柔軟性の高い高度な変調解析が必要です。N9073A W-CDMA測定アプリケーションは、MXAシグナル・アナライザの測定機能を拡張し、3GPPシステムの開発/製造が容易になります。
● RFパワー測定、スプリアス・サーチ、デジタル復調、一般的なスペクトラム解析を1台のアナライザで提供することにより、テスト・システムを簡素化
● 多くの機能と直感的なユーザ・インタフェースにより、トラブルシューティング/デザイン検証を効率化
● 速度、信頼性、使いやすさによる、製造の効率化
● ファームウェアの継続的な更新による、最新の3GPP規格への対応
N9073A W-CDMA測定アプリケーションには、以下の2つのオプションがあります。
● N9073A-1FP:W-CDMA測定 アプリケーション
● N9073A-2FP:HSDPA/HSUPA測定アプリケーション
N9073A-1FP W-CDMA測定アプリケーションでは、3GPPリリース99~リリース6のTechnical Specifications GroupTS25.141およびTS34.121に基づいたトランスミッタ・テストが可能です。16QAMのダウンリンクHS-PDSCHや拡散係数2(3GPPリリース5および6で定 義 ) の E - D P C C H な ど のHSDPA/HSUPA信号の復調解析を行なうには、N9073A-2FPも必要です。
N9073A-1FPおよび2FPの機能は、Agilent PSA/E4406A測定パーソナリティ(W-CDMA用のオプションBAFとHSDPA/HSUPA用のオプション210)と下位互換性があります。
本書の内容を以下に示します。
● 製品の概要と測定機能
● デモ・ガイド
● MXA W-CDMA測定アプリケーションの主な仕様
● オーダ情報
● 関連カタログ
すべてのデモで、N9073A-1FPおよび2FP搭載のN9020AとN7600B SignalS tud ioソフトウェア搭載のAgi len tN5182A MXGベクトル信号発生器を使用しています。[ ] で囲まれたキー入力はフロントパネル・キーを表します。画面の右端にあるソフトキーは太字で記載しています。
N9073A W-CDMA測定アプリケーション搭載のMXAシグナル・アナライザ
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測定機能 N9073A-1FP W-CDMA測定アプリケーション
● チャネル・パワー
● ACLR用隣接チャネル漏洩電力
● スペクトラム・エミッション・マスク
● スプリアス・エミッション
● 占有帯域幅
● パワー統計CCDF
● コード・ドメイン解析
● 変調精度(コンポジットEVM)
● パワー制御(スロット・パワー、PRACHパワー、UE位相不連続部用のスロット位相)
● QPSK EVM
● モニタ・スペクトラム1
● IQ波形2
1 モニタ・スペクトラムは、簡単な周波数ドメイン測定です。マーカやトレース演算などのツールも必要な場合は、掃引スペクトラム・アナライザをスペクトラム・アナライザ・モードで使用してください。
2 IQ波形とは、I/Qをサンプリングしたタイム・ドメインのトレースです。
N9073A-2FP HSDPA/HSUPA測定アプリケーションは1FPに以下の機能を追加(*)
* 2FPを使用するには1FPが必要です。
● コード・ドメイン解析
● 既定義テスト・モデル5
● HS-PDSCH 16QAM/QPSK自動検出機能
● 復調ビット(2進、16進フォーマット)
● AMC信号解析
● 3GPP TS25.213で定義されたDPCH/E-DPCH構成に基づいた適切なパワーβの計算
● ダウンリンクの E - R G C H /E-AGCH/E-HICH解析
● アップリンクの S F 2復調のE-DPCCH/E-DPDCH
● 変調精度
● EVM測定用のHSDPA/HSUPA信号
測定機能
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デモの準備
Agilent MXGおよびMXAでこれらの復調を実行するには、右の測定器とソフトウェアが必要です。測定器のファームウェア/ソフトウェアを最新バージョンにアップデートしてください。
最新バージョンは以下のURLから入手できます。www.agilent.co.jp/find/mxgwww.agilent.co.jp/find/mxa
測定器 モデル番号 必要なオプション
Agilent MXGベクトル N5182A ● 503または506:3 GHzまたは6 GHzの信号発生器 周波数レンジ
● 651、652または654:内蔵ベースバンド・ジェネレータ
● UNV:拡張ダイナミック・レンジ(ACP性能を高めるために必要)
Signal Studioソフトウェア N7600B ● 3GPP W-CDMA FDD
MXAシグナル・アナライザ N9020A ● 503、508、513または526:26.5 GHzまでの周波数レンジ
● EA3:3.6 GHz電子式アッテネータ(推奨)● P0x:プリアンプ(推奨)● B25:解析帯域幅25 MHz(W-CDMAダウンリンクの4キャリアCCDFなどの、10 MHz~25 MHzのレンジでの解析に必要)
MXA測定アプリケーション N9073A ● 1FP:W-CDMA測定アプリケーション● 2FP:HSDPA/HSUPA測定アプリケーション
Signal Studio用 ● N7600Bをインストールし、信号波形を作成コントローラPC して、GPIB/LAN(TCP/IP)経由でAgilent
MXGにダウンロードしてください。インストールおよびセットアップ方法については、オンライン・マニュアルを参照してください。
デモの準備
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手順 ソフトウェアの操作
Signal Studioソフトウェアで:
Signal Studioソフトウェアを起動 Start > Program > Agilent Signal Studio > します。 3GPP W-CDMA
GPIB/LAN(TCP/IP)経由で接続された Signal Studioの指示に従って、Agilent N5182A ハードウェアとして、Agilent MXGを MXGに接続します。設定します。
信号の基本パラメータを、中心周波数 左側にあるエクスプローラ・メニューのHardwareで2.14 GHz、振幅-20 dBm、RF出力 Signal Generatorをクリックします。オンに設定します。 一番上の緑のボタン [Preset] を押します。
Frequency=2.14 GHz、Amplitude=-20 dBm、RF Out=On、ALC=On
波形セットアップのを選択します。 左側にあるエクスプローラ・メニューのWaveform デフォルト設定は Setupの下のCarrier 1をクリックします。WCDMA FDD Downlink with Test Channel Configuration=Test Model 1 + 64 Model 1 + 64 DPCHです。 DPCH
Channel Configurationメニューをプルダウンして、W-CDMA FDDダウンリンク用の設定の数を確認します。
詳細チャネル・セットアップのテスト Channel Setupをクリックして、各チャネルの信号の条件を確認します。 パラメータ、ステート、CDP/CCDF表示を確認します。
信号をAgilent MXGにダウンロード 一番上のツールバーのGenerate and Downloadします。 ボタンを押します。
エラーが発生した場合は、Signal Studioソフトウェアのオンライン・ヘルプを参照してください。
信号ファイルを保存します。 File > save As ...> WCDMA_Demo1.scp(任意の名前)。
波形ファイルをエクスポートします。 File > Export Waveform Data > Demo1.wfm(任意の名前)。
50 Ω RFケーブルを使って、Agilent MXGの50 Ω RF出力をMXAの50 ΩRF入力に接続した後、両方の測定器の電源をオンにします。
次に、W-CDMA信号(テスト・モデル1)を作成するために、Agilent MXGとSignal Studioソフトウェアを設定します。
デモの準備(続き)
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チャネル・パワー
チャネル・パワーチャネル・パワー測定では、特定の帯域幅(3GPP W-CDMA技術仕様に従って、デフォルトは5 MHz)内のチャネル・パワーとパワー・スペクトラム密度(PSD)(dBm/Hz単位)が測定されます。
以下のチャネル・パワー測定パラメータを制御できます。
● 積分帯域幅(デフォルトは5 MHz)
● トレースのアベレージング回数(デフォルトは200回)
● データ・ポイント、101~20001(デフォルトは1001)
● RRCフィルタ・オン、フレキシブル・フィルタのα値(デフォルトはオフ)
● トリガ・ソース:フリーラン、ビデオ、ライン、外部1/2、RFバースト、周期タイマ(デフォルトはフリーラン)
手順 キー入力
MXA W-CDMAモードで:
W-CDMAモードに設定します。 [Mode Preset] [Mode] W-CDMA with N9073A-2FPをインストールしている HSDPA/HSUPA場合は、W-CDMA with HSDPA/HSUPAキーを使用します。
基地局(ダウンリンク)用のトランスミッタ [Mode Setup] Radio Device BTS MS無線機を選択します。
中心周波数を2.14 GHzに設定します。 [FREQ] [2.14] GHz
チャネル・パワー測定を実行します。 [Meas] Channel Power
図1. W-CDMAモードでのチャネル・パワー測定
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ACP
隣接チャネル漏洩電力(ACP)トランスミッタのチャネル漏洩電力を減らすことにより、同時に送信できるチャネル数が増加し、基地局の効率が向上します。ACPRは3GPP W-CDMA規格ではACLR(隣接チャネル漏洩電力比)と呼ばれ、隣接チャネルのパワーを送信パワーを基準にして測定したものです。この規格では、送信チャネルと隣接チャネルの両方のパワーを、ロールオフ・ファクタが0.22のルート・ナイキスト・フィルタ(RRC)を使用して測定する必要があります。
● 最大12個の搬送波のマルチキャリアACPの測定(図3は、4キャリアW-CDMAのACPのサンプルを示したものです)
● 積分帯域幅の調整が可能
● 最大6個のチャネル・オフセットの選択
● チャネル・オフセット周波数の選択
● 絶対パワーと相対パワーの調整/表示
● スペクトラム・トレース上での棒グラフの表示
● 内蔵のアベレージング・ディテクタ(RMS)による高速化/高確度の実現
● RRCフィルタ・オン、フレキシブル・フィルタのα値
● 雑音補正のオン/オフ(デフォルトはオフ)
手順 キー入力
MXA W-CDMAモードで:
Test Model 1、64 DPCH、 [Meas] ACP2.14 GHzでACPを測定します。
アッテネータを変更してパワー・レベル [AMPTD] Attenuation > [上向き] [下向き]を変更します。 矢印キー(アッテネータを増減)
1対のオフセットのリミットを調整 [Meas Setup] Offset/Limits > Offset A > More > します。信号がリミット要件を満たさ Rel Lim(Car)> [-90] dBないと、左上コーナにある緑のPASSインジケータが赤いFAILに変わります。
雑音補正をオンにして、測定結果を比較 [Meas Setup] More > Noise Correction On Offします。雑音補正をオンにした方が確度の高いACP結果が得られます(図2)。
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図2. リミット・テストでFAILインジケータが点灯したACPと雑音補正
図3. 4キャリアW-CDMAのACP(サンプル画面)
ACP(続き)
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スペクトラム・エミッション・マスク(SEM)
スペクトラム・エミッション・マスク(SEM)3GPP規格で求められているスペクトラム・エミッション・マスク測定には、さまざまな周波数オフセット、パワー・リミット/測定帯域幅(分解能帯域幅)が含まれています。図4は、キャリアからの周波数オフセットに対するパワー密度の仕様要件を示したものです(3GPP TS25.104 v.6.9.0から抜粋)。MXAを使用すると、この規格に適合した多くの測定が容易に行えます。
手順 キー入力
MXA W-CDMAモードで:
スペクトラム・エミッション・マスク [Meas] Spectrum Emission Mask測定をオンにします。
表示する値のタイプを選択します。 [View/Display] Abs Pwr Freqまたは選択した値のタイプに応じて、下側の Rel Pwr FreqまたはIntegrated Power ウィンドウの測定値が変化するのを確認します(図5)。
カスタマイズ可能なオフセット/ [Meas Setup] Offset/Limits > More > Limitsリミットを表示します。A~Fの6組のオフセットまたは個々のオフセットの測定パラメータ/リミット値を設定できます。
図4. SEM用のW-CDMA規格(TS 25.104 v.6.9.0から)
キャリアからの周波数オフセット Δf(MHz)
スペクトラム・エミッション・マスクの説明図
注記:SEMのデフォルト設定は、TS25.141で定義さ
れているテストの許容値を考慮しています。
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図5. スペクトラム・エミッション・マスク
スペクトラム・エミッション・マスク(SEM)(続き)
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スプリアス・エミッション
スプリアス・エミッションスプリアス・エミッション測定では、3GPPで定義されている周波数バンドのスプリアス・エミッションのパワー・レベルを確認/測定します。この測定では、合否判定リミットとレポートされるスプリアスしきい値を設定できます。最大200個の値の表示が可能なテーブルに測定結果が表示されるので便利です。
注記:MXAでRMSディテクタを使用している場合は、VBWはRBW:VBWが10:1になるように自動的に設定されます。
手順 キー入力
MXA W-CDMAモードで:
スプリアス・エミッションに設定します。 [Meas] Spurious emissions
下の表のようにレンジ・テーブルを [Meas Setup] Range Table編集します。ここでは、2.14 GHzの搬送波用に変更します。
レンジ スタート ストップ RBW フィルタ スタート・リミットの絶対値
1 9 kHz 150 kHz 1 kHz ガウシアン -36 dBm
2 150 kHz 30 MHz 10 kHz ガウシアン -36 dBm
3 30 MHz 1 GHz 100 kHz ガウシアン -36 dBm
4 1 GHz 2.1 GHz 1 MHz ガウシアン -30 dBm
5 2.1 GHz 2.1 GHz 1 MHz ガウシアン -25 dBm
6 2.1 GHz 2.1275 GHz 1 MHz ガウシアン -15 dBm
7 2.1525 GHz 2.18 GHz 1 MHz ガウシアン -15 dBm
8 2.18 GHz 2.18 GHz 1 MHz ガウシアン -25 dBm
9 2.18 GHz 12.75 GHz 1 MHz ガウシアン -30 dBm
単一のスプリアス測定を実行します。 [Single]
検出されたスプリアスを5次で [Meas Setup] Spur > 5 [Enter] サーチします(図6)。
このデモの手順では、レンジ・テーブルの編集方法と検出されたスプリアスのサーチ方法を示します。このレンジ・テーブルは、3GPP TS25.141 v7.4.0Section 6.5.3.7.2 (バンドI、カテゴリB)から引用しています。
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図6. スプリアス・エミッション
スプリアス・エミッション(続き)
注記:MX Aは、一番下に“A Ccoupled: Accy unspec'd < 10 MHz”という警告ステータスを表示します。これは、測定周波数が10 MHzを下回ると表示されます。詳細については、MXAのユーザーズ・ガイドを参照してください。
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占有帯域幅
占有帯域幅3GPP規格では、占有帯域幅(OBW)は全チャネル・パワーの99%を含む帯域幅と定義されていて、送信されたW-CDMA信号の占有帯域幅を5 MHz以下にすることを求めています。
● 占有帯域幅%パワーの変更が可能
● 99%の占有帯域幅とx dB帯域幅の測定
手順 キー入力
MXA W-CDMAモードで:
占有帯域幅を測定します(図7)。 [Meas] Occupied Bandwidth [Meas Setup]
図7. 占有帯域幅
この測定では、表示スパンの全パワーが測定されます。さらに、スパンの上限と下限でそれぞれパワーの0.5%を占めるようになるまで、右端と左端から内側に向ってパワーが測定されます。このようにして計算された差が占有帯域幅となります。3GPP規格に従って、MXAの合否判定リミット値は、デフォルトでは5 MHzです。
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パワー統計(CCDF)
パワー統計(CCDF)相補累積分布関数(CCDF)は、ピーク/平均パワー比(PAR)対確率のプロットで、信号のパワー統計の特性を表しています。増幅器は優れた隣接チャネル漏洩電力性能を維持しながら、信号の高いPARに対応できなければならないので、CCDFはW-CDMA/HSDPA基地局用のパワーアンプをデザインする際に重要なツールとなります。マルチキャリア・パワーアンプのデザインでは、さらに複雑になります。
● 基準トレースの設定、ガウシアン雑音トレースとの比較
● 測定帯域幅と測定間隔の選択
● トリガ・ソースの選択:ビデオ、ライン、外部1/2、RFバースト、周期タイマ
手順 キー入力
MXA W-CDMAモードで:
CDDFを測定し、セットアップ・ [Meas] Power Stat CCDFメニューを確認します(図8)。
ここでは、W-CDMAのCCDFの測定が簡単であることを示します。
W-CDMAマルチキャリア・プリアンプ(MCPA)をCCDFで測定する場合は、広い解析帯域幅(最大25 MHz)に対応するためにN9020A-B25が必要です。
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図8. CCDF
図9. 25 MHz帯域幅の4キャリアW-CDMAのCCDF(オプションB25搭載時のサンプル)
パワー統計CCDF(続き)
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コード・ドメイン
コード・ドメイン解析コード・ドメイン解析では、さまざまな結果およびトレースが得られます。まず、コード・ドメイン・パワー解析では、コード・チャネルの信号パワーの分布を測定し、全信号パワーにノーマライズします。この測定により、各コード・チャネルが適切なレベルで動作していることを確認できます。この測定は、コード化からRF部までのトランスミッタのデザイン上の問題の特定にも有効です。増幅器の非線形性などのシステムの欠陥は、コード・ドメインのパワーの不適切な分布として現われます。
● ピークEVM、RMS EVM、位相/振幅誤差、全パワー、チャネル・パワーの測定
● パラメータの手動調整によるデータの再復調:0~511のコード・チャネルの選択、7.5 ksps~960 kspsのシンボル・レートの設定
● 複数の同期オプションの中からの選択、同期タイプの選択:CPICH、SCH、シンボル・ベース、STTDのアンテナ2 CPICH、ダウンリンク用のTSTDのSCHアンテナ1または2
● プリアンブルの署名検出とのPRACHメッセージ同期、アップリンク用のDPCCH同期
ここでは、W-CDMA信号をコード・ドメイン測定で解析します。
手順 キー入力
MXA W-CDMAモードで:
コード・ドメイン測定を実行します。 [Meas] Code Domain
同期開始スロット番号を指定します。 [Meas Setup] Sync Start Slot 0 On/Off
シングル測定に変更します。 [Single]
同期開始スロット番号を指定します。 [Meas Setup]
特定のチャネルのパワーとシンボル・ [Marker] [32] [Enter]レートをマーカを使ってモニタします。C8(16)のPICH(ページング・インジケータ・チャネル)。
C8(16)のアクティブ・マーカを [Marker->] Mkr -> Despread 使って、コード・チャネルの特性を調べます(図10)。
I/Qシンボル・ビットを表示します。 [View/Display] Demod Bits
選択したスロットをシンボル・パワー・ [Meas Setup] Meas Offset、またはノブを回すか、オフ・ギャップにシフトします。 [上向き] [下向き] 矢印キーを使用
ビット・フォーマットをバイナリ [Meas Setup] Symbol Analysis > (0、1)からトライステート(0、1、X) DTX/Burst Detect On/Offに変更して、復調ビットのバースト・オフ期間を見やすくします(図11)。
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コード・ドメイン(続き)
図10. コード・ドメインのパワー・グラフ(PICH、C8(16)にマーカを設定)
図11. コード・ドメインのシンボル・パワーと復調ビット(XXXXで示されたパワー・オフ期間)
● アクティブ・チャネルの識別
● パワー・グラフ/指標、CDP/CDEグラフ、I/Qエラー、コード・ドメイン4分割表示、復調ビットの表示
● 8/16フレームと捕捉インターバルによる詳細な解析
● 圧縮モード、バースト/DTX、閉ループ・ダイバーシティ用の高度なシンボル解析
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コード・ドメイン(続き)
3GPPリリース5以降のHSDPA3GPP規格のリリース5では、パケット・データの効率を高め、ピーク・データ・レートの向上とパケット遅延の短縮を実現するために、HSDPA(高速ダウンリンク・パケット・アクセス)が追加されています。
理論上のピーク・データ・レートは最大で約14 Mbpsです。W-CDMAシステムの性能を高めるために、HSDPAでは、無線機インタフェースに多くの変更が加えられています。これらの変更は主に物理層に関係しています。
● QPSK/16 QAM変調の新しい高速ダウンリンク・チャネルHS-PDSCH、関連するHS-PDSCHのUE識別子/チャネル・パラメータを送信するHS-SCCH
● 新しいアップリンク制御チャネルHS-DPCCH
● AMC(Adaptive Modulat ion andCoding)を使用した高速リンク適応
● ハ イ ブ リ ッ ド 自 動 再 送 要 求(HARQ)の使用
手順 ソフトウェアの操作
Signal Studioソフトウェアで:
波形セットアップを、テスト・モデル 左側にあるエクスプローラ・メニュー上の1+64 DPCHのW-CDMA FDD Waveform Setupの下のCarrier 1をクリックします。ダウンリンクからテスト・モデル5+ Channel Configuration = Test Model 5 + 8 HS-PDSCHに変更します。 8 HS-PDSCH
詳細チャネル・セットアップのテスト Channel Setupをクリックして、各チャネルの信号の条件を確認します。 パラメータ、ステート、CDP/CCDF表示を確認します。
信号をAgilent MXGにダウンロード 一番上のツールバー上のGenerate and Downloadします。 を押します。
ここでは、W-CDMAテスト・モデル1からHSDPAテスト・モデル5+8 HS-PDSCHに信号を変更します。
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コード・ドメイン(続き)
N9073Aでは、特定のニーズに合わせて測定をカスタマイズできます。捕捉インターバルの設定により測定の長さが決まります:短くすれば高速測定が可能で、長くすれば詳細な解析が可能になります。ダウンリンクのテスト・モデルがあらかじめププログラムされ、アクティブ・チャネルの識別が簡単に行えます。
手順 キー入力
MXA W-CDMAモードで:
パワー・グラフに戻ります。 [View/Display] Power Graph & Metrics
アクティブ・チャネルの識別に、ユーザ [Meas Setup] Symbol Boundary > 定義のテスト・モデルを使用します。 Predefined Test Models >
Test Model 5 w/8 HSPDSCH
測定を連続からシングルに変更します。 [Single]
選択したHS-PDSCHのパワーとシンボル・ [Marker] [140] [Enter]レートを確認します。
マークしたコード・チャネル(C4(4)の [Marker->] Mkr -> DespreadHS-PDSCH)を逆拡散します。
表示を切り替えて選択したHS-PDSCHを [View/Display] Code Domain(Quad View)モニタします(図12)。
復調ビットの表示を変更し、選択した [View/Display] Demod Bitsウィンドウを下に移動し、ビット・ [Next Window](ウィンドウ回転矢印を使用)フォーマットを2進から16進に切り替えます(x 2 times)(図13)。 [View/Display] Demod Bit Format Binary/Hex
ここでは、HSDPAテスト・モデル5をコード・ドメイン解析で調べます。
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コード・ドメイン(続き)
図12. 16QAMシンボル解析でのHS-PDSCHのコード・ドメイン4分割表示
図13. 16進フォーマットのコード・ドメイン復調ビット
コード・ドメイン4分割表示:左上:コード・ドメイン・パワー・グラフ。右上:シンボル・パワー・トレース(黄)、チップ・パワー・トレース(アクアブルー)。左下:選択したコード・チャネルのI/Qシンボル・コンスタレーション。右下:選択したコード・チャネルのシンボル解析結果。
復調ビット:下側のウィンドウには、測定インターバル内の選択したコード・チャネルの復調ビットが表示されています。
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N9073A-2FPには、以下のHSUPA用の機能があります。
● 拡散係数2および4のE-DPDCHの自動検出
● 3 G P P 規格の構成に基づいたE-DPCCHパワーβ
● 適応変調解析機能
手順 キー入力
MXA W-CDMAモードで:
アップリンク・コード・ドメイン解析用 [Mode Setup] Radio Device BTS MSの無線機を変更します。 [FREQ] [1.95] GHz
パワー・グラフに戻ります。 [View/Display] Power Graph & Metrics
選択したE-DPDCHのパワーとシンボル・ [Marker] [130] [Enter]レートを確認します。
適切なβを計算するために構成を変更し、 [Meas Setup] {DPCH/E-DPCH Config} -> 3シングル測定を行います。(図14) (no DPDCH)[Single] [Restart]
マークしたコード・チャネルE-DPDCH [Marker->] Mkr -> Despreadを逆拡散します。
コード・ドメイン4分割表示でシンボル [View/Display] Code Domain(Quad View)解析結果を確認します(図15)。
ここでは、SF 2およびSF4のE-DPDCHでHSUPA信号を調べます。
コード・ドメイン(続き)
3GPPリリース6のHSUPAHSUPA(高速アップリンク・パケット・アクセス)は、アップリンクのデータ・レートの向上を目的とした、3GPPリリース6で定義されたW-CDMAおよびHSDPAの新しいテクノロジーです。また、3GPP規格ではE-DCH(エンハンスド専用チャネル)とも呼ばれています。理論上は、これにより、E-DPCCH(E-DCH専用物理制御チャネル)とE-DPDCH(E-DCH専用物理データ・チャネル)のアップリンク物理チャネルが新たに追加され、アップリンクのデータ・レートが5.76 Mbpsに向上します。ダウンリンクには、HSUPA用の物理チャネルが3つ(E-AGCH、E-RGCH、E-HICH)あります。
手順 ソフトウェアの操作
Signal Studioソフトウェアで:
キャリア1 W-CDMA FDDダウンリンク 左側にあるエクスプローラ・メニューの信号を削除します。 Waveform Setupの下のCarrier 1をクリックします。
ツールバーの [X] を押すか、PCのキーボードの[Delete] を使用します。
W-CDMA FDDアップリンクの搬送波を ツールバーの [+] を押し、ドロップダウン・メニュー新しい設定に指定します。 からW-CDMA FDD Uplinkを選択します。
アップリンク用に中心周波数を 一番上の緑のボタン [Preset] を押します。1.95 GHzに設定します。 Frequency=1.95 GHz、Amplitude=-20 dBm、
RF Output=On、ALC=On
チャネル構成をデフォルトのDPCCH Channel Configuration = からDPCCH+E-DPCCH+ DPCCH + E-DPCCH + 4 E-DPDCH4 E-DPDCHに変更します。
詳細チャネル・セットアップのテスト Channel Setupをクリックして、各チャネルの信号の条件を確認します。 パラメータ、ステート、CDP/CCDF表示を確認します。
信号をAgilent MXGにダウンロード 一番上のツールバー上のGenerate and Downloadをします。 押します。
ここでは、HSDPAダウンリンク・テスト・モデル5の信号をHSUPAアップリンク信号に変更します。
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図14. HSUPA信号のコード・ドメイン・パワー・グラフ
図15. SF2シンボル解析でのE-DPDCHのコード・ドメイン4分割表示
コード・ドメイン(続き)
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変調精度(コンポジットEVM)
変調精度(コンポジットEVM)エラー・ベクトル振幅(EVM)は、ダウンリンクとアップリンクの両方の3GPPコンフォーマンス・テストで定義されています。EVMは、一般的な変調品質の指標として、デジタル通信で広く用いられています。変調精度(コンポジットEVM)は、マルチコード・チャネル信号のEVMの指標で、マルチチャネル信号のトランスミッタの品質評価、拡散/スクランブル誤差の検出、ベースバンドとRFセクションの間の問題の識別、信号に大きな干渉を引き起こす誤差の解析に有効です。
手順 キー入力
MXA W-CDMAモードで:
シングル測定制御の変調精度測定を選択 [Meas] Mod Accuracy(Composite EVM)します(図16)。右側に示されている [Single] I/Qの実測極座標ベクトル表示と左側に示されている定量データをモニタします。
15スロット(1フレーム)の振幅誤差、 [View/Display] I/Q Error位相誤差、EVMプロットを表示します(図17)。
変調精度の主な特長:
ダウンリンク/アップリンクに共通:
● コンポジットEVM、ピークCDE、位相/振幅/周波数誤差の測定
● 最大15スロット(1フレーム)の捕捉インターバルによる、3GPPリリース6の要件への対応
● さまざまな表示:I/Q極座標グラフ、I/Q誤差、コード・ドメイン・パワー、スロットCDE/EVM
● 捕捉時間サマリ・テーブルとピーク/平均指標による解析
● 個々のコード・チャネルをパイロット・チャネルに合わせて調整し、位相誤差による影響を低減する、マルチチャネル評価機能
● 低レベル信号を測定するための内蔵プリアンプ(オプション)
ダウンリンク:
● W-CDMA/HSDPAチャネル構成の自動検出
● デュアル・アンテナ測定用のSTTD(空間-時間送信ダイバーシティ)測定
● 複数の同期オプションの中から選択、同期タイプの設定:CPICH、SCH、シンボル・ベース、STTDのアンテナ2 CPICH、TSTDのSCHアンテナ1または2
アップリンク:
● W-CDMA、HSDPA、HSUPAチャネル構成の自動検出
● プリアングルの署名検出とのPRACHメッセージ同期と、DPCCH同期
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変調精度の表示/トレースI/Qの実測極座標グラフ:指標(左)とI/Qの実測極座標ベクトル・グラフ(右)。アベレージングをオンにしても、I/Q極座標とトレースはアベレージングされません。
I/Q誤差:1フレーム長で捕捉されたEVM(上)、振幅誤差(中央)、位相誤差(下)の3つのウィンドウ。チップ・トレースとして表示。同期開始スロット番号を設定した場合は、I/Q誤差表示には、EVM、振幅誤差、位相誤差に問題があるスロットが表示されます。
コード・ドメイン・パワー:パワー棒グラフ(上のウィンドウ)と指標(下のウィンドウ)。アクティブとして検出された各コード・チャネルが、コード番号、パワー、CDE(dB単位)とともにリスト表示されます。
ピーク/平均指標:平均/ピーク・ホールド統計結果が示された数値テーブル。
捕捉時間サマリ:サマリ・テーブルには、コンフォーマンス・テストの複数のスロットの測定結果が表示されます。ピーク(ワースト)スロット値が黄色で強調表示されます。
スロットCDE/EVM:EVM(上)、ピークCDE(中央)、周波数誤差(下)の3つのウィンドウがあります。スロット・ベースで計算されます。
図16. HSUPA信号の変調精度
図17. 15スロットの誤差プロット
変調精度(コンポジットEVM)(続き)
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図18. 捕捉時間のサマリ
変調精度(コンポジットEVM)(続き)
手順 キー入力
MXA W-CDMAモードで:
コード・ドメイン・パワーを表示して、 [View/Display] Code Domain Powerチャネル・パワーとCDEを確認します。 [Next Window](ウィンドウ回転矢印を使用)ズーム・キーで表示を拡大してリストを [Zoom](ウィンドウの拡大)調べます。
ピーク/平均指標を表示して、 [View/Display] Peak/Avg Metricsアベレージング期間でのワースト値をモニタします。
捕捉した15スロットのサマリ・テーブル [View/Display] Capture Time Summaryを表示します。捕捉期間の平均値が一番下に表示されます(図18)。
スロット・ベースのトレースに、EVM、 [View/Display] Slot CDE/EVMピークCDE、周波数誤差を表示します。
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パワー測定
パワー測定パワー測定機能は、W-CDMA(3GPP)の主要機能の1つで、3GPPアップリンク・コンフォーマンス・テスト用のソリューションです。この機能を使用すると、移動機用の3GPPトランスミッタ/コンポーネント/デバイスを正確に設計、評価、検証できます。
パワー測定には、以下の3種類の測定があります。
● スロット・パワー測定:アップリンク・スロットのパワー・レベルを測定(図19)。
● PRACHパワー測定:アップリンクのPRACHプリアンブル・パワー・レベルとメッセージ・パワー・レベルを測定(図20)。
● スロット位相測定:アップリンク・スロットのスロット・パワーに加えて、位相誤差、周波数誤差、EVMを測定。3GPP UE位相不連続部を使用(図21)。
スロット・パワー測定では、アップリンクのスロット・パワー・レベルを測定します。
PRACHパワー測定では、アップリンクのPRACHプリアンブル・パワー・レベルとメッセージ・パワー・レベルを測定します。
スロット位相測定では、アップリンク・スロットのスロット・パワーに加えて、位相誤差、周波数誤差、EVMを測定します。
スロット・パワー/PRACHパワー測定は、以下の2つの方法を用いて行うことができます。
● 波形法は非同期です。捕捉インターバルによって指定されたフレーム数(1~8)の間、指定の情報帯域幅とフィルタ・タイプを使用して測定します。この方法は、DPCCHと同期がとられないので、チップ・パワー法に比べて高速です。
● チップ・パワー法はチップ・タイミングに同期します。この方法では、無線システムのチップ・クロック・タイミングに基づいて、パワー測定の結果が再度サンプリングされます。チップ・タイミングに同期するので、波形法に比べて低速になります。
スロット位相測定は、常に同期チップ・タイミングに基づいて行われます。
注記:デバイスでBTSを選択した場合は、パワー測定はオンになりますが、この測定はアップリンクのパワー解析用です。ダウンリンクのパワーについては、コード・ドメイン測定で測定して、選択したコード・チャネルのシンボル・パワー・トレースを確認します。
パワー測定機能のサンプルについては、図19、20、21を参照してください。1GHzのテスト信号サンプルが使用されています。
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図19. スロット・パワーのパワー測定
パワー測定(続き)
図20. PRACHパワーのパワー測定
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図21. UE位相不連続部のパワー測定(サンプル画面)
パワー測定(続き)
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QPSK EVM
QPSK EVM QPSKのエラー・ベクトル振幅(EVM)測定は、位相/振幅変調品質の指標で、理想信号と実際の信号のコンスタレーションを計算して、%で表示します。これらの位相誤差と周波数誤差は、W-CDMA(3GPP)システムの変調品質の指標で、QPSK EVM測定により定量化できます。これは、QPSK変調方式の信号チャネル信号に対してのみ有効で、W-CDMA信号が同期に失敗した場合のトラブルシューティングにも使用できます。また、デスクランブリングしなくても、QPSK方式のシングルコード・チャネルのEVMを測定できます。さらに、より長い測定インターバル(最大4096チップ)を用いることにより、PRACHプリアンブルEVMにも適用できます。マルチコード・チャネル信号に対しては、変調精度(コンポジットEVM)測定をW-CDMAモードで使用できます。
手順 ソフトウェアの操作
Signal Studioソフトウェアで:
HSUPAアップリンク信号用に File > New新しいファイルを作成します。
チャネル構成をHSUPA構成から Configuration = DPCCHDPCCHのみに変更します。
中心周波数を1.95 GHzに設定します。 一番上の緑のボタン [Preset] を押します。Frequency=1.95 GHz、Amplitude=-20 dBm、RF Output=On、ALC=On
詳細チャネル・セットアップのテスト Channel Setupをクリックして、各チャネルの信号の条件を確認します。 パラメータ、ステート、CDP/CCDF表示を確認します。
信号をAgilent MXGにダウンロード 一番上のツールバー上のGenerate and Downloadします。 ボタンを押します。
手順 キー入力
MXA W-CDMAモードで:
QPSK EVM測定を実行します(図22)。 [MEAS] QPSK EVM
I/Q誤差4分割表示に表示を切り替えます [View/Display] I/Q Error(図23)。
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図22. QPSK EVM(極座標グラフ)
図23. QPSK EVM(I/Q誤差4分割表示)
QPSK EVM(続き)
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N9073Aの主な仕様
W-CDMAおよびHSDPA/HSUPA測定アプリケーション
3GPP TS 25.141基地局要件への適合注記:95%と示された許容範囲は、95%の信頼度で95%の測定から導出さ
3GPP要件のテスト機器の従属節 名称 許容範囲(2006年3月時点) 測定器の許容範囲 補足情報
規格区分(測定名)
6.2.1 最大出力パワー(チャネル・パワー) ±0.7 dB(95%) ±0.30 dB(95%)
6.2.2 CPICHパワー確度(コード・ドメイン) ±0.8 dB(95%) ±0.32 dB(95%)
6.3 周波数誤差(変調精度) ±12 Hz(95%) ±5 Hz(100%) タイムベース誤差を含む
6.4.2 パワー制御ステップ(コード・ドメイン)1 dBステップ ±0.1 dB(95%) ±0.03 dB(100%)10回の1 dBステップ ±0.1 dB(95%) ±0.03 dB(100%)
6.4.3 パワー・ダイナミック・レンジ ±1.1 dB(95%) ±0.14 dB(100%)
6.4.4 全パワー・ダイナミック・レンジ ±0.3 dB(95%) ±0.06 dB(100%)(コード・ドメイン)
6.5.1 占有帯域幅 ±100 kHz(95%) ±10 kHz(100%)
6.5.2.1 スペクトラム・エミッション・マスク ±1.5 dB(95%) ±0.34 dB(95%) 絶対ピーク
6.5.2.2 ACLR5 MHzオフセット ±0.8 dB(95%) ±0.49 dB(100%)10 MHzオフセット ±0.8 dB(95%) ±0.44 dB(100%)
6.5.3 スプリアス・エミッションf ≦ 2.2 GHz ±1.5 dB(95%) ±0.36 dB(95%)2.2 GHz < f ≦ 4 GHz ±2.0 dB(95%) ±1.17 dB(95%)4 GHz < f ±4.0 dB(95%) ±1.54 dB(95%)
6.7.1 EVM(変調精度) ±2.5%(95%) ±0.5%(100%) 12.5%~22.5%の範囲のEVM
6.7.2 ピーク・コード・ドメイン誤差 ±1.0 dB(95%) ±1.0 dB(100%)(変調精度)
6.7.3 Txダイバーシティの時間調整誤差 ±26 ns(95%) ±5 ns(100%)(変調精度) [= 0.1 Tc]
れます。100%と示された許容範囲は、100%のリミット・テスト測定から導出されます。製品保証の対象となるのは、100%のリミット・テスト測定だけです。
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N9073Aの主な仕様(続き)
チャネル・パワー
RF入力の最小パワー -50 dBm(公称値)
絶対パワー確度(減衰=10 dB) ±0.80 dB、±0.30 dB(95%の信頼度)
測定フロア -83.8 dBm(公称値)
隣接チャネル漏洩電力(ACPR、ACLR)
シングルキャリア
RF入力の最小パワー -36 dBm(公称値)
ACPR確度 RRC重み、3.84 MHzの雑音帯域幅、方法=IBWまたは高速
無線機 オフセット周波数MS(UE) 5 MHz ±0.14 dB(ACPR -30~-36 dBc)MS(UE) 10 MHz ±0.21 dB(ACPR -40~-46 dBc)BTS 5 MHz ±0.49 dB(ACPR -42~-48 dBc)BTS 10 MHz ±0.44 dB(ACPR -48~-53 dBc)BTS 5 MHz ±0.21 dB(-48 dBc、非干渉ACPR)
ダイナミック・レンジ RRC重み、3.84 MHzの雑音帯域幅オフセット ダイナミック・レンジ
雑音補正 周波数 方法 (代表値) 最適ML(公称値)オフ 5 MHz IBW -73 dB -8 dBmオフ 5 MHz 高速 -72 dB -9 dBmオフ 10 MHz IBW -79 dB -2 dBmオン 5 MHz IBW -78 dB -8 dBmオン 10 MHz IBW -82 dB -2 dBm
RRC重みの確度隣接チャネルの白色雑音 0.00 dB(公称値)TOIによるスペクトラム 0.001 dB(公称値)CW誤差(実効値) 0.012 dB(公称値)
マルチキャリア
ACPRダイナミック・レンジ -70 dB(公称値)(2キャリア、5 MHzのオフセット)
ACPR確度(2キャリア、 ±0.42 dB(公称値)5 MHzのオフセット、-48 dBcのACPR)
ACPRダイナミック・レンジ ダイナミック・レンジ(公称値) 最適ML(公称値)(4キャリア、5 MHzのオフセット) -64 dB(NCオフ) -18 dB(NCオン)
-72 dB(NCオン) -21 dB(NCオン)
ACPR確度(4キャリア、5 MHzの ±0.39 dB(NCオフ、最適ML -18 dBm(公称値)オフセット、BTS、非コヒーレントな ±0.15 dB(NCオン、最適ML -21 dBm(公称値)TOI、ACPRレンジ-42~-48 dB)
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スペクトラム・エミッション・マスク
ダイナミック・レンジ、 81.9 dB、(88.2 dB、代表値)2.515 MHzの相対オフセット
感度、2.515 MHzの絶対オフセット -99.7 dBm、(-104.7 dBm、代表値)
確度、2.515 MHzのオフセット相対値 ±0.12 dB絶対値(20~30℃) ±0.86 dB、(±0.34 dB、95%の信頼度)
スプリアス・エミッションテーブルによるスプリアス信号、領域全体をサーチ
ダイナミック・レンジ、相対値 95.3 dB、(100.3 dB、代表値)
感度、絶対値 -84.4 dBm、(-89.4 dBm、代表値)
確度 減衰=10 dB周波数レンジ20 Hz~3.6 GHz ±0.36 dB(95%の信頼度)3.5 GHz~8.4 GHz ±1.17 dB(95%の信頼度)8.3 GHz~13.6 GHz ±1.54 dB(95%の信頼度)
占有帯域幅
RF入力の最小パワー -30 dBm(公称値)
周波数確度 ±10 kHz(RBW=30 kHz、ポイント数=1001、スパン=10 MHz)
パワー統計(CCDF)
ヒストグラム分解能 0.01 dB
N9073Aの主な仕様(続き)
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N9073Aの主な仕様(続き)
コード・ドメインBTS測定、-25 dBm ≦ ミキサ・レベル ≦ -15 dBm、20~30℃
コード・ドメイン・パワー
絶対確度 ±0.32 dB(95%の信頼度)(-10 dBc CPICH、減衰=10 dB)
相対確度CDPレンジ:0~-10 dBc ±0.015 dBCDPレンジ:-10~-30 dBc ±0.06 dBCDPレンジ:-30~-40 dBc ±0.07 dB
確度、パワー制御ステップCDPレンジ:0~-10 dBc ±0.03 dBCDPレンジ:-10~-30 dBc ±0.12 dB
確度、パワー・ダイナミック・レンジCDPレンジ:0~-40 dBc ±0.14 dB
シンボル・パワー対時間
シンボル・パワー対時間の相対確度CDPレンジ:0~-10 dBc ±0.015 dBCDPレンジ:-10~-30 dBc ±0.06 dBCDPレンジ:-30~-40 dBc ±0.07 dB
確度、シンボル・エラーベクトル振幅CDPレンジ:0~-25 dBc ±1.0%(公称値)
変調精度(コンポジットEVM)BTS測定、-25 dBm ≦ ミキサ・レベル ≦ -15 dBm、20~30℃
コンポジットEVM確度 ±1.0%、(12.5%~22.5%のレンジで±0.5%)
ピーク・コード・ドメイン誤差の確度 ±1.0 dB
I/Q原点オフセット、DUT最大オフセット -10 dBc(公称値)
I/Q原点オフセット、アナライザの -50 dBc(公称値)雑音フロア
周波数誤差のレンジ ±3 kHz(公称値)
周波数誤差の確度 ±5 Hz+(トランスミッタの周波数×周波数基準の確度)
時間オフセット相対フレーム・オフセット確度 ±5.0 ns(公称値)相対オフセット確度 ±1.25 ns(STTDモードの場合)
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N9073Aの主な仕様(続き)
パワー測定5 MHzの分解能帯域幅を使用
絶対パワー測定確度0~-20 dBm ±0.7 dB(公称値)-20~-60 dBm ±1.0 dB(公称値)
相対パワー測定確度ステップ・レンジ:±1.5 dB ±0.1 dB(公称値)ステップ・レンジ:±3.0 dB ±0.15 dB(公称値)ステップ・レンジ:±4.5 dB ±0.2 dB(公称値)ステップ・レンジ:±26.0 dB ±0.3 dB(公称値)
QPSK EVM-25 dBm ≦ ミキサ・レベル ≦ -15 dBm、20~30℃
EVM レンジ 0~25%フロア 1.5%確度 ±1.0%
I/Q原点オフセットDUT最大オフセット -10 dBc(公称値)アナライザのノイズ・フロア -50 dBc(公称値)
周波数誤差レンジ ±30 kHz(公称値)確度 ±5 Hz+(トランスミッタの周波数×周波数基準の確度)
MXAシグナル・アナライザのオーダ情報
関連カタログ
タイトル カタログ・タイプ カタログ番号
N9020A MXAシグナル・アナライザ Brochure 5989-5047JAJP
N9020A MXAシグナル・アナライザr Photo Card 5989-4940JAJP
Agilent MXA Signal Analyzer Data Sheet 5989-4942EN
MXAシグナル・アナライザ Configuration Guide 5989-4943JAJP
MXAシグナル・アナライザを使用した Application Note 5989-4944JAJPデジタル変調信号の測定/トラブルシューティング
MXAプリセレクタ同調機能を使用した Application Note 5989-4946JAJPマイクロ波スペクトラム解析の振幅確度の向上
Agilent MXAシグナル・アナライザによる Application Note 5989-4947JAJP測定速度の高速化
スペクトラム解析の基礎 Application Note 150 5952-0292JAJP
Vector Signal Analysis Basics Application Note 150-15 5989-1121EN
製品のWebサイト
最新のアプリケーション/製品情報については、以下の製品のWebサイトをご覧ください。www.agilent.co.jp/find/mxa
MXAシグナル・アナライザのオーダ情報詳細については、『MXA構成ガイド』(5989-4943JAJP)をご覧ください。
測定器 モデル番号 必要なオプション
MXAシグナル・アナライザ N9020A ● 503、508、513または526:26.5 GHzまでの周波数レンジ
● EA3:3.6 GHz電子式アッテネータ(推奨)
● P0x:プリアンプ(推奨)● B25:25 MHz解析帯域幅(W-CDMAダウンリンクの4キャリアCCDFなどの10 MHz~25 MHzの帯域幅での解析に必要)
MXA測定アプリケーション N9073A ● 1FP:W-CDMA測定アプリケーション● 2FP:HSDPA/HSUPA測定アプリケーション
January 15, 2007
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