《WiMAX技術(shù)及射頻模塊測(cè)試方案》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《WiMAX技術(shù)及射頻模塊測(cè)試方案（4頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、WiMAX 技術(shù)及射頻模塊測(cè)試方案 1 WiMAX 簡(jiǎn)介 無(wú)線接入互聯(lián)網(wǎng)和無(wú)線多媒體數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的巨大需求推動(dòng)了無(wú)線通信技術(shù)的快速發(fā)展，通 信技術(shù)寬帶化，IP化和移動(dòng)化成為未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。 圖 1 MIMO 系統(tǒng)原理圖 2 WiMAX 射頻模塊測(cè)試 2.1 WiMAX 發(fā)射機(jī)測(cè)試 以功率放大器為例，說(shuō)明WiMAX發(fā)射機(jī)的測(cè)試。 為了全面衡量WiMAX功放的性能，除了傳統(tǒng)的增益，ldB壓縮點(diǎn)和最大輸出功率外，往 往還需要測(cè)試以下參數(shù)： 圖 2 頻率誤差引起的載波間干擾 ⑴& ldquo;突發(fā)”輸出功率。 (2) 頻率誤差。頻率誤差可以用相對(duì)于頻譜儀中心頻率的載波頻率誤

2、差來(lái)描述(見(jiàn)圖 2)。 收發(fā)信機(jī)間的頻率誤差將引起各個(gè)子載波頻譜相對(duì)于接收機(jī)FFT頻率的移動(dòng)，產(chǎn)生載波間干 擾(ICI)。 (3) 符號(hào)時(shí)鐘誤差。指相對(duì)于系統(tǒng)采樣時(shí)鐘的參考符號(hào)時(shí)鐘與實(shí)際測(cè)量的符號(hào)時(shí)鐘之差。 如果符號(hào)時(shí)鐘比參考時(shí)鐘低會(huì)使OFDM信號(hào)比所要求的長(zhǎng)，引起子載波間距減小;反之，則引 起子載波間距增加。兩種情況都產(chǎn)生載波間干擾，使信號(hào)的EVM性能惡化。 (4) EVM(誤差矢量幅度)。這是最重要的測(cè)試參數(shù)之一，以保證放大器在輸出足夠功率的 同時(shí)獲得良好的信號(hào)質(zhì)量。EVM的結(jié)果可以對(duì)所有載波、數(shù)據(jù)載波和導(dǎo)頻載波。 (5) ACPR(鄰信道功率比)。ACPR指相鄰信道測(cè)得的功率與主信

3、道功率之比，反映放大器 失真對(duì)鄰信道的干擾。 (6) 頻譜平坦度。反映WiMAX信號(hào)子載波的功率變化，它測(cè)量每個(gè)子載波的平均功率對(duì)所 有子載波平均功率的偏離。 (7) 頻譜差(Spectrum Difference)。測(cè)量突發(fā)前導(dǎo)部分相鄰子載波的功率差異。 (8) 頻譜模板(Spectrum Mask)。測(cè)量發(fā)信機(jī)發(fā)射頻譜的“輪廓”，以保證主 信道外沒(méi)有過(guò)多的功率發(fā)射。 R&S為WIMAX功放測(cè)試提供了快速、準(zhǔn)確的解決方案。測(cè)試設(shè)置，主要包括3部分： 圖3 R&S的WiMAX射頻模塊測(cè)試解決方案 ?信號(hào)源：使用R&S信號(hào)源SMU200

4、A或SMJ100A并加上相應(yīng)選件K49，就可以方便 地產(chǎn)生 802.16 -2OO4-OFDM, WIMAX 802.16e OFDMA和 WIBRO 信號(hào)。其中，SMU200A 除具有極 佳的射頻及基帶性能外，還帶有強(qiáng)大的衰落模擬功能，更適合研發(fā)使用。 ?頻譜儀：R&S FSQ系列頻譜儀及選件R&S FSQ-K92可支持802.16-2004-OFDM 信號(hào)分析;或者使用R&S FSQ及選件FSQ-K93，可以支持WiMAX 802.16e OFDMA和WIBRO 信號(hào)的分析;也可選擇 R&S FSL 系列頻譜儀及選件 R&S FSL-K92， 支持

5、 802.16-2004-OFDM 信號(hào)的分析。 ?免費(fèi)的外部PC軟件DemoMeas_WiMAX(可以從R&S網(wǎng)頁(yè)下載)：它通過(guò)GPIB或LAN 控制R&S信號(hào)源(SMU200或SMJ100)和頻譜儀(FSQ或FSL)。，用戶只需在左邊欄目選擇待 測(cè)的參數(shù)，軟件可自動(dòng)完成測(cè)試所需的設(shè)置，而且可同時(shí)生成測(cè)試報(bào)告。 圖4在FSQ上進(jìn)行WiMAX頻譜和星座圖測(cè)試界面 2.2 WiMAX 接收機(jī)測(cè)試 為了測(cè)試WiMAX接收機(jī)的性能，尤其是802.16e,衰落環(huán)境下的測(cè)試顯得尤為重要。 SMU200A內(nèi)置了衰落模擬器，可以模擬單通道40徑或者雙通道20徑的衰落環(huán)境，每個(gè)路徑 均

6、可進(jìn)行相應(yīng)參數(shù)的設(shè)置，如損耗、延時(shí)、移動(dòng)速度、多普勒頻移等。目前， SUI(Stanford University Interim)模型(SUI1-SUI6)和ITU(國(guó)際電信聯(lián)盟)模型(OIP-A/B和V-A)可以用來(lái) 進(jìn)行相關(guān)的WiMAX衰落測(cè)試。在SMU200A的衰落模擬器中，預(yù)定義了 SUI和ITU模型，用戶 可直接調(diào)用。 使用傳統(tǒng)的測(cè)試方法測(cè)試 MIMO 的性能需要兩個(gè)信號(hào)源和相應(yīng)的衰落模擬器。但由于 SMU200A(或者基帶源AMU200A)可以提供兩路完全獨(dú)立的基帶和射頻通道，因此只需一臺(tái)儀器 就實(shí)現(xiàn)MIMO測(cè)試。每路信號(hào)可以模擬4個(gè)衰落通道，并針對(duì)WiMAX提供了空時(shí)編碼。R

7、&S 的單臺(tái)儀器解決方案，不僅節(jié)約了空間和成本，而且對(duì)于兩路信號(hào)及衰落通道的同步和合成 提供了方便的設(shè)置和準(zhǔn)確的精度。此外，直觀的操作界面也大大方便了操作(見(jiàn)圖5)。 圖5 R&S SMU200A的MIMO接收機(jī)測(cè)試界面 3 WiMAX 整機(jī)射頻一致性測(cè)試 3.1 WiMAX射頻一致性認(rèn)證測(cè)試簡(jiǎn)介 WiMAX論壇的目標(biāo)是把IEEE802.16標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化為實(shí)際的應(yīng)用。它是由制造商和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商 組成的業(yè)界協(xié)會(huì)，處理除了純技術(shù)的IEEE標(biāo)準(zhǔn)以外的WiMAX其他所有相關(guān)方面。對(duì)WiMAX 基站和終端的產(chǎn)品認(rèn)證是論壇的一個(gè)重要工作。它的目標(biāo)是保證WiMAX服務(wù)在全球的可用性 和可靠

8、性。一個(gè)相關(guān)的認(rèn)證工作組CWG負(fù)責(zé)如下相關(guān)的工作：定義認(rèn)證和測(cè)試過(guò)程;列出需要 的測(cè)試用例清單; 選擇測(cè)試機(jī)構(gòu); 選擇一致性測(cè)試系統(tǒng)等。 WiMAX產(chǎn)品需要測(cè)試滿足3個(gè)條件，即協(xié)議一致性、無(wú)線射頻一致性和互操作性。對(duì)于 最后一項(xiàng)條件，來(lái)自不同制造商的產(chǎn)品需要在一個(gè)測(cè)試網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行互操作性測(cè)試和性能評(píng)估。 前兩項(xiàng)測(cè)試條件需要特殊的測(cè)試系統(tǒng)o WiMAX的相關(guān)測(cè)試規(guī)范是技術(shù)工作組(TWG)制定的，其 中一個(gè)重要的射頻一致性測(cè)試規(guī)范RCT(Radio Conformance Tes t Spec if ica tion)規(guī)定了收 發(fā)信機(jī)的基帶和射頻信號(hào)測(cè)試流程和測(cè)試條件，用于測(cè)試射頻接口與WiMAX

9、規(guī)范的實(shí)現(xiàn)一致 性程度。 根據(jù)WiMAX參數(shù)，射頻測(cè)試主要是對(duì)WiMAX技術(shù)物理層的關(guān)鍵指標(biāo)和性能進(jìn)行評(píng)估和驗(yàn) 證，一般按照基站側(cè)和終端側(cè)進(jìn)行區(qū)分，并且在每一側(cè)都分別對(duì)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)進(jìn)行測(cè)試。 具體而言，射頻參數(shù)測(cè)試中的核心內(nèi)容通常包括接收機(jī)的靈敏度， CP 值和幀定時(shí);發(fā)射機(jī)的 循環(huán)前綴與符號(hào)定時(shí)、調(diào)制與編碼、頻譜平坦度、功率控制、相對(duì)星座圖誤差、頻譜模板等 內(nèi)容。需要注意的是，射頻參數(shù)測(cè)試不僅應(yīng)該參考WiMAX認(rèn)證RCT文檔的要求，而且對(duì)于發(fā) 射機(jī)的功率要求、雜散等具體的地區(qū)性指標(biāo)，還需要符合所在地區(qū)無(wú)線電管理部門(mén)的規(guī)定， 即一般所說(shuō)的要通過(guò)頻率核準(zhǔn)的測(cè)試。 對(duì)接收機(jī)進(jìn)行測(cè)試的測(cè)試指標(biāo)

10、包括接收機(jī)靈敏度和動(dòng)態(tài)范圍 ; 對(duì)發(fā)射機(jī)進(jìn)行測(cè)試的測(cè)試 指標(biāo)包括開(kāi)環(huán)輸出功率范圍，閉環(huán)功率控制范圍，最大射頻輸出功率，最小受控輸出功率， 待機(jī)輸出功率，DRC信道輸出功率，ACK信道輸出功率，數(shù)據(jù)信道輸出功率，發(fā)射機(jī)傳導(dǎo)性雜 散發(fā)射，調(diào)制性能等;最后，還包括終端的吞吐率性能測(cè)試，包括上行和下行吞吐率測(cè)試。 3.2 R&S TS8970 WiMAX射頻一致性認(rèn)證測(cè)試系統(tǒng) WiMAX論壇選擇了 R&S公司的TS8970測(cè)試系統(tǒng)作為IEEE802.16e-2005移動(dòng)WiMAX 標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線射頻一致性測(cè)試系統(tǒng)(見(jiàn)圖6)。在2006年5月韓國(guó)和維也納的WiMAX會(huì)議上， R&

11、S第一次推出了這套系統(tǒng)。伴隨著WiMAX論壇正在進(jìn)行的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)化工作，R&S 也正在TS8970系統(tǒng)上實(shí)行所有必須的測(cè)試用例。 圖 6 R&S WiMAX 射頻一致性認(rèn)證測(cè)試系統(tǒng) R&S TS8970系統(tǒng)是基于R&S公司高端儀表的基礎(chǔ)上，采用了信號(hào)源SMU200A及 其選件SMX-K49作為信號(hào)產(chǎn)生部分，信號(hào)分析儀FSQ及其選件FSQ-K93作為信號(hào)分析部分， 所需的信令連接部分采用了一個(gè)OEM的基站和終端模擬器。同時(shí)，還有一個(gè)全自動(dòng)的射頻開(kāi) 關(guān)矩陣，它的頻率達(dá)到6GHz,可以保證測(cè)試系統(tǒng)和被測(cè)件之間每個(gè)測(cè)試用例要求的信號(hào)轉(zhuǎn)換 通路。 與R&S T

12、S895x 2G和3G移動(dòng)通信的認(rèn)證系統(tǒng)一樣，R&S TS8970系統(tǒng)使用了可 靠的 RS-PASS 控制軟件。由于它具有模塊化和獨(dú)立于標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)，整個(gè)軟件可以在 TS8970 中迅速實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)特定的一些應(yīng)用，如全自動(dòng)的射頻路徑校準(zhǔn)補(bǔ)償、系統(tǒng)自檢程序和所有的 管理、控制程序（如版本瀏覽器、測(cè)試用例和測(cè)試序列編輯器、測(cè)試參數(shù)和結(jié)果管理），這些 都可以直接使用，不需要做改變。此外，最初的 WiMAX 指定的一些測(cè)試用例可以使用一些 RS-PASS 基本程序來(lái)開(kāi)發(fā)。而且， R&STS8970 是第一套全部使用以太網(wǎng)控制的測(cè)試系統(tǒng)。 4 WiMAX 終端無(wú)線測(cè)試儀 CMW270 在

13、生產(chǎn)測(cè)試方面，R&S最新推出了集非信令測(cè)試和信令測(cè)試于一體的WiMAX802.16e 終端無(wú)線測(cè)試儀CMW270，可以滿足用戶在非信令模式測(cè)量，信令模式測(cè)量和功能驗(yàn)證，校準(zhǔn)、 服務(wù)和質(zhì)量保證等各種WiMAX測(cè)試領(lǐng)域的需求（見(jiàn)圖7）。 圖7 WiMAX終端無(wú)線測(cè)試儀CMW270 對(duì)于在非信令模式下射頻測(cè)量方面，CMW270可以提供快速的發(fā)射機(jī)測(cè)量，測(cè)試發(fā)射機(jī)的 突發(fā)功率，鄰信道功率ACP，EVM和IQ不平衡度等調(diào)制指標(biāo)，中心頻率誤差，頻譜平坦度， 頻譜雜散模版等頻譜性能。并內(nèi)置了 ARB 信號(hào)源用于接收機(jī)測(cè)量，測(cè)試接收機(jī)在保持一定的 PER 或 BER 情況下的接收機(jī)靈敏度和最大輸入

14、電平等指標(biāo)。此外， CMW270 內(nèi)置了通用的 RF 信號(hào)源和RF功率計(jì)，可以完成如外部射頻電纜校準(zhǔn)等通用測(cè)量功能。 對(duì)于信令模式下的射頻驗(yàn)證，CMW270可以提供實(shí)時(shí)信令，從而可以作為一個(gè)基站模擬器 使用。此時(shí)的WiMAX終端可以像在一個(gè)實(shí)際的WiMAX網(wǎng)絡(luò)中一樣進(jìn)行操作，修改一些必要的 發(fā)射參數(shù)，模擬各種復(fù)雜的測(cè)試場(chǎng)景進(jìn)行測(cè)試。例如，測(cè)量載波干擾噪聲信號(hào)比CINR和接收 信號(hào)強(qiáng)度指示RSSI等指標(biāo)，以及開(kāi)機(jī)搜索、功率控制等物理層和MAC層功能的驗(yàn)證。 對(duì)于質(zhì)量保證和服務(wù)等方面的應(yīng)用，用戶也可以通過(guò)外部的顯示器、鼠標(biāo)和鍵盤(pán)來(lái)進(jìn)行 手工操作，完成儀器所有的設(shè)置和測(cè)量。 由于具有實(shí)時(shí)信令模

15、擬的能力，CMW270可以測(cè)試不同芯片廠商的終端而不需要特殊的測(cè) 試模式接口，從而大大降低了測(cè)試時(shí)間和測(cè)試系統(tǒng)的復(fù)雜度。由于儀器體積小巧,CMW270可 以很方便地集成到生產(chǎn)線中去，并且可以通過(guò)LAN，IEC/IEEE總線或者USB2.0接口來(lái)進(jìn)行遠(yuǎn) 程控制。 CMW270的頻率范圍從100MHz~6GHz,并且具有高信號(hào)質(zhì)量和精度，包括QPSK和QAM等各 種調(diào)制方式和從1/2, 2/3到3/4各種信道編碼方式，從而可以滿足目前WiMAX標(biāo)準(zhǔn)的各種要 求。 更進(jìn)一步，CMW270采用了模塊化的平臺(tái)結(jié)構(gòu)，從而可以輕松地適應(yīng)未來(lái)IEEE802.16e標(biāo) 準(zhǔn)的升級(jí)。內(nèi)部的測(cè)量和信令功能是由可編

16、程邏輯器件FPGA和數(shù)字信號(hào)處理器DSP來(lái)完成的， 從而可以通過(guò)固件升級(jí)的方式來(lái)輕松升級(jí)，適應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的變化。 CMW270 還提供了應(yīng)用測(cè)試的功能，通過(guò)在各種不同的測(cè)試場(chǎng)景下外部 PC 發(fā)送和接收 TCP/IP數(shù)據(jù)包（數(shù)據(jù)或語(yǔ)音）來(lái)測(cè)試數(shù)據(jù)吞吐量。 由于其快速的測(cè)量能力、高精確度和面向未來(lái)的平臺(tái)設(shè)計(jì)理念，R&SCMW270為用戶 提供了 WiMAX 移動(dòng)終端的高性能、低成本的測(cè)試解決方案。 5 WiMAX無(wú)線覆蓋測(cè)試系統(tǒng)TSMW 在完成了 WiMAX的網(wǎng)絡(luò)部署之后，就要對(duì)WiMAX的網(wǎng)絡(luò)覆蓋進(jìn)行測(cè)量并且對(duì)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中 存在的干擾進(jìn)行測(cè)試，結(jié)合WiMAX終端還可以在現(xiàn)網(wǎng)中測(cè)試網(wǎng)絡(luò)的Q

17、oS。&S針對(duì)802.16e 使用TSMW網(wǎng)絡(luò)掃頻儀對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行覆蓋測(cè)量以及干擾分析。通過(guò)Romes路測(cè)軟件的控制，可以 解析出針對(duì)ID Cell和PA Index對(duì)小區(qū)進(jìn)行覆蓋測(cè)量。輸出Preamble的覆蓋質(zhì)量(CINR)和 覆蓋電平(RSSI)參數(shù)。同時(shí)，TSMW還可以對(duì)每個(gè)ID Cell的多徑進(jìn)行測(cè)量，這樣輸出結(jié)果不 僅包括了所有多徑的合成功率，還針對(duì)每路多徑分別給出RSSI和CINRo由于TSMW可以對(duì)每 個(gè)Segment的所有小區(qū)進(jìn)行測(cè)量，因此可以通過(guò)該功能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)之后的頻率優(yōu)化。 TSMW本身為獨(dú)立雙端口接收機(jī)設(shè)置，單一通道有20MHz的帶寬，因此在設(shè)備的研發(fā)初期 就考慮

18、了對(duì)MIM0的支持(見(jiàn)圖8)o它的頻段范圍可以達(dá)到6GHz,滿足所有的頻段需求，內(nèi)置 12通道高靈敏度GPS接收機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)測(cè)量同GSS系統(tǒng)的完美結(jié)合。它在射頻性能上表現(xiàn)尤 其突出，內(nèi)置預(yù)選器，可以提高對(duì)于接收系統(tǒng)干擾的抑制和儀表本身的動(dòng)態(tài)范圍，噪聲系數(shù) 極低，極大地提高了儀表的底噪指標(biāo)。并且提供的IQ數(shù)據(jù)直接獲取也給研發(fā)階段一些非標(biāo)準(zhǔn) 信號(hào)的分析提供了可能。 圖8 WiMAX無(wú)線覆蓋測(cè)試系統(tǒng)TSMW 6 結(jié)束語(yǔ) 在產(chǎn)品研發(fā)階段， R&S WiMAX 射頻儀器強(qiáng)大的功能和出色的性能確保廠商能及時(shí)、 準(zhǔn)確地驗(yàn)證其射頻模塊和部件;在產(chǎn)品認(rèn)證階段，R&S利用其在移動(dòng)通信一致性認(rèn)證測(cè)試 中的領(lǐng)先地位，率先提供了 TS8970以滿足WiMAX整機(jī)射頻一致性測(cè)試的需求;在生產(chǎn)測(cè)試階 段， R&S 有集 WiMAX 信令和非信令模式于一體的的生產(chǎn)測(cè)試解決方案 ——WiMAX終端無(wú)線測(cè)試儀CMW270，從而提供了從研發(fā)、認(rèn)證到生產(chǎn)的全系列測(cè) 試解決方案。