《電子技術(shù)應用》
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破解WiMAX技術(shù)物理層測試瓶頸
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摘要: WiMAX技術(shù)的發(fā)展對WiMAX物理層測試所對應的接收和發(fā)射測試也提出了更高要求,,R&S對此提供了有針對性的測試解 ...
Abstract:
Key words :

      WiMAX技術(shù)的發(fā)展對WiMAX物理層測試所對應的接收和發(fā)射測試也提出了更高要求,,R&S對此提供了有針對性的測試解決方案。

      WiMAX全稱為WorldInteroperabilityforMicrowave Access,,它是一種無線城域網(wǎng)技術(shù)(WMAN),,一個基站就可為3到10公里半徑范圍內(nèi)的多個固定用戶提供最大100Mbps的下行數(shù)據(jù)傳輸速率,,以及為3公里半徑范圍內(nèi)的多個移動用戶提供最大15Mbps的下行數(shù)據(jù)傳輸速率。WiMAX目前主要有兩種國際標準,,它們分別是IEEE802.16-2004和IEEE802.16e-2005,。IEEE802.16-2004是對802.16a和802.16d的修訂,主要用于固定寬帶無線接入,,包含OFDM和OFDMA技術(shù),;IEEE802.16e-2005標準是IEEE802.16-2004標準的擴展,它增加了對移動寬帶數(shù)據(jù)接入的支持,。

      物理層測試

      在WiMAX的技術(shù)中,,主要采用OFDM技術(shù)作為非視距連接(NLOS)的信號傳輸方式,。眾所周知,OFDM信號由一些正交的載波構(gòu)成,,每個載波上均進行數(shù)字調(diào)制,,與相同數(shù)據(jù)速率的單載波技術(shù)相比,OFDM信號具有更長的符號周期,,所以,,該技術(shù)具有很強的抗多徑衰落的性能。此外,,在載波上應用的調(diào)制方式是BPSK,、QPSK、16QAM和64QAM,,各種調(diào)制根據(jù)傳輸速率的要求自適應切換,。和無線局域網(wǎng)WLan相比,WiMAX信號帶寬不固定,,可以從1.25MHz變化到28MHz,。在IEEE802.16-2004中,有OFDM和OFDMA兩種模式,,在OFDM模式中,,具有200個子載波,并可按TDD或FDD方式工作,;在OFDMA模式中,,子載波數(shù)目可變,并為每個用戶分配載波組(子信道)來傳輸該用戶數(shù)據(jù),,載波數(shù)目大大增加,。IEEE802.16e-2005支持移動或者漫游寬帶數(shù)據(jù)接入。韓國標準WiBro是一種特殊的802.16e技術(shù),。

      對于WiMAX設(shè)備而言,,物理層測試(RF測試)是保證其具有良好質(zhì)量和正常工作的必需手段。測試主要分為接收機測試和發(fā)射機測試,;除此之外,,放大器和其他器件均需要類似的測試過程。R&S公司根據(jù)WiMAX測試的需要,,推出了相應的WiMAX信號產(chǎn)生和信號分析的設(shè)備,,能對接收和發(fā)射部分進行完備的測試,以對WiMAX設(shè)備進行全面的評估,。

      接收機測試

      R&S公司的數(shù)字信號源SMU,,SMJ,和SMATE配合相應WiMAX選件SMx-K49可以支持各類WiMAX信號的產(chǎn)生,,包括信號幀內(nèi)容配置,,信道編碼等,。利用該設(shè)備,,可以生成所需WiMAX信號進行接收機的測試,。

      WiMAX信號產(chǎn)生

      在SMU中,可以完成IEEE802.16-2004,,IEEE802.16e-2005和WiBro信號的生成,。在信號生成過程中,根據(jù)測試的要求,,對信號各項重要的參數(shù)進行設(shè)置,。如物理層模式(OFDM/OFDMA),雙工方式(TDD/FDD),,上下行,,幀結(jié)構(gòu),Zone/Segment,,信號帶寬,,調(diào)制方式,burst類型,,數(shù)據(jù)長度,,子信道等。

      其中,,WiMAX信號生成具有以下特點:OFDMA模式中,,支持多達8個Zone,每個Zone可以單獨進行配置,,其類型可以設(shè)置為FUSC,、PUSC、AMC2×3和Sounding,。OFDMA模式中,,Burst信道編碼支持CC和CTC。

      支持空時編碼,,可以選擇MatrixA或MatrixB,,再配合SMU雙通道的設(shè)計概念,可以非常方便地產(chǎn)生經(jīng)過衰落的發(fā)射分集的兩路信號,。
 
      衰落模擬

      為了測試WiMAX接收機的性能,,尤其是802.16e,衰落環(huán)境下的測試顯得尤為重要,。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,每個路徑均可進行相應參數(shù)的設(shè)置,,如損耗,、延時,、移動速度、多普勒頻移等,。目前,,SUI(StanfordUniversityInterim)模型(SUI1-SUI6)可以用來進行相關(guān)的WiMAX衰落測試,在SMU200A的衰落模擬器中,,預定義了SUI模型,,用戶可直接調(diào)用。

      MIMO

      MIMO(MultipleInputMultipleOutput)技術(shù)通過天線系統(tǒng)實現(xiàn)空間復用來增加帶寬利用的效率,,在新的高速數(shù)據(jù)業(yè)務系統(tǒng)中得到了廣泛的應用,,如802.11n,LTE,,WiMAX等,,因此,對于WiMAX的測試,,MIMO是必不可少的部分,。

      SMU200A具有雙通道的設(shè)計概念,在每個通道都能夠獨立產(chǎn)生所需WiMAX信號,;在具體的WiMAX信號配置中,,支持相應的空時編碼,以區(qū)分不同天線的信號,;此外,,SMU200A的衰落模擬器可以分別工作在兩個通道,兩個衰落通道可以設(shè)置其相關(guān)性,。因此,,SMU200A可以完全支持用于發(fā)射分集(2×1)和接收分集(1×2)的測試。對于2×2的MIMO或者多于2×2的MIMO,,例如beamforming,,R&S公司將會在近期推出基于SMU200A的實現(xiàn)方案,因此,,SMU200A會支持WiMAX中全面的MIMO測試,。

      發(fā)射機測試

      R&S公司的信號分析儀FSQ配合相應的WiMAX選件FSQ-K93可以進行各類WiMAX信號的分析,包括頻域特性,,時域特性和調(diào)制質(zhì)量,。利用該設(shè)備,可以進行完備的WiMAX發(fā)射機測試,。在FSQ中,,對WiMAX信號的分析結(jié)果以數(shù)值列表方式顯示。

      在數(shù)值列表中,,包括了EVM,、IQ不理想性,、頻域和時域功率、符號時鐘誤差,、頻率誤差,、CINR、RSSI,、CrestFactor和導頻BER等參數(shù)測試結(jié)果,。此外,,F(xiàn)SQ還提供了眾多分析參數(shù)的圖形結(jié)果顯示,,包括了:EVM對應于符號和載波的變化,相位頻率誤差對應于Preamble的變化,,頻譜平坦度,,群延時,星座圖,,bit流,,Burst統(tǒng)計信息,頻譜發(fā)射模板(IEEE,,ETSI),,鄰信道功率和CCDF等。

      此外,,F(xiàn)SQ還具有以下特點:對于802.16e-2005的OFDMA信號,,F(xiàn)SQ支持自動解調(diào),即FSQ可以自動分析信號中所包含的MapBurst的信息,,從而無需手動配置所分析信號的幀內(nèi)容而自動獲得解調(diào)分析結(jié)果,。FSQ可以從信號源(例如SMU200A)通過LAN自動加載WiMAX信號的配置文件,從而使得分析過程變得更為簡單,,尤其適用于放大器等器件的測試,。并且,R&S將于近期推出針對MIMO測試的信號分析方案,,甚至包括了相位相干的多通道分析功能,。可見,,信號分析儀FSQ可以對各類WiMAX信號進行分析,,從而對WiMAX發(fā)射機的質(zhì)量作出全面的評估。

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