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顺应WiMax技术发展的接收和发射测试解析方案

WiMax技术的发展对WiMax物理层测试所对应的接收和发射测试也提出了更高要求,R&S对此提供了有针对性的测试解决方案。

WiMAX全称为World Interoperability for Microwave Access,它是一种无线城域网技术(WMAN),一个基站就可为3到10公里半径范围内的多个固定用户提供最大100Mbps的下行数据传输速率,以及为3公里半径范围内的多个移动用户提供最大15Mbps的下行数据传输速率。WiMAX目前主要有两种国际标准,它们分别是IEEE802.16-2004和IEEE802.16e-2005。IEEE802.16-2004是对802.16a和802.16d的修订,主要用于固定宽带无线接入,包含OFDM和OFDMA技术;IEEE802.16e-2005标准是IEEE802.16-2004标准的扩展,它增加了对移动宽带数据接入的支持。

物理层测试

在WiMAX的技术中,主要采用OFDM技术作为非视距连接(NLOS)的信号传输方式。众所周知,OFDM信号由一些正交的载波构成,每个载波上均进行数字调制,与相同数据速率的单载波技术相比,OFDM信号具有更长的符号周期,所以,该技术具有很强的抗多径衰落的性能。此外,在载波上应用的调制方式是BPSK、QPSK、16QAM和64QAM,各种调制根据传输速率的要求自适应切换。和无线局域网WLan相比,WiMAX信号带宽不固定,可以从1.25MHz变化到28MHz。在IEEE802.16-2004中,有OFDM和OFDMA两种模式,在OFDM模式中,具有200个子载波,并可按TDD或FDD方式工作;在OFDMA模式中,子载波数目可变,并为每个用户分配载波组(子信道)来传输该用户数据,载波数目大大增加。IEEE802.16e-2005支持移动或者漫游宽带数据接入。韩国标准WiBro是一种特殊的802.16e技术。

对于WiMAX设备而言,物理层测试(RF测试)是保证其具有良好质量和正常工作的必需手段。测试主要分为接收机测试和发射机测试;除此之外,放大器和其他器件均需要类似的测试过程。R&S公司根据WiMAX测试的需要,推出了相应的WiMAX信号产生和信号分析的设备,能对接收和发射部分进行完备的测试,以对WiMAX设备进行全面的评估。

接收机测试

R&S公司的数字信号源SMU,SMJ,和SMATE配合相应WiMAX选件SMx-K49可以支持各类WiMAX信号的产生,包括信号帧内容配置,信道编码等。利用该设备,可以生成所需WiMAX信号进行接收机的测试。

WiMAX信号产生

在SMU中,可以完成IEEE802.16-2004,IEEE802.16e-2005和WiBro信号的生成。在信号生成过程中,根据测试的要求,对信号各项重要的参数进行设置。如物理层模式(OFDM/OFDMA),双工方式(TDD/FDD),上下行,帧结构,Zone/Segment,信号带宽,调制方式,burst类型,数据长度,子信道等。

其中,WiMAX信号生成具有以下特点:OFDMA模式中,支持多达8个Zone,每个Zone可以单独进行配置,其类型可以设置为FUSC、PUSC、AMC2×3和Sounding。OFDMA模式中,Burst信道编码支持CC和CTC。

支持空时编码,可以选择MatrixA或MatrixB,再配合SMU双通道的设计概念,可以非常方便地产生经过衰落的发射分集的两路信号。

 

衰落模拟

为了测试WiMAX接收机的性能,尤其是802.16e,衰落环境下的测试显得尤为重要。SMU200A内置了衰落模拟器,可以模拟单通道40径或者双通道20径的衰落环境,每个路径均可进行相应参数的设置,如损耗、延时、移动速度、多普勒频移等。目前,SUI(Stanford University Interim)模型(SUI1-SUI6)可以用来进行相关的WiMAX衰落测试,在SMU200A的衰落模拟器中,预定义了SUI模型,用户可直接调用。

MIMO

MIMO(Multiple Input Multiple Output)技术通过天线系统实现空间复用来增加带宽利用的效率,在新的高速数据业务系统中得到了广泛的应用,如802.11nLTE,WiMAX等,因此,对于WiMAX的测试,MIMO是必不可少的部分。

SMU200A具有双通道的设计概念,在每个通道都能够独立产生所需WiMAX信号;在具体的WiMAX信号配置中,支持相应的空时编码,以区分不同天线的信号;此外,SMU200A的衰落模拟器可以分别工作在两个通道,两个衰落通道可以设置其相关性。因此,SMU200A可以完全支持用于发射分集(2×1)和接收分集(1×2)的测试。对于2×2的MIMO或者多于2×2的MIMO,例如beamforming,R&S公司将会在近期推出基于SMU200A的实现方案,因此,SMU200A会支持WiMAX中全面的MIMO测试。

发射机测试

R&S公司的信号分析仪FSQ配合相应的WiMAX选件FSQ-K93可以进行各类WiMAX信号的分析,包括频域特性,时域特性和调制质量。利用该设备,可以进行完备的WiMAX发射机测试。在FSQ中,对WiMAX信号的分析结果以数值列表方式显示。

在数值列表中,包括了EVM、IQ不理想性、频域和时域功率、符号时钟误差、频率误差、CINR、RSSI、Crest Factor和导频BER等参数测试结果。此外,FSQ还提供了众多分析参数的图形结果显示,包括了:EVM对应于符号和载波的变化,相位频率误差对应于Preamble的变化,频谱平坦度,群延时,星座图,bit流,Burst统计信息,频谱发射模板(IEEE,ETSI),邻信道功率和CCDF等。

此外,FSQ还具有以下特点:对于802.16e-2005的OFDMA信号,FSQ支持自动解调,即FSQ可以自动分析信号中所包含的MapBurst的信息,从而无需手动配置所分析信号的帧内容而自动获得解调分析结果。FSQ可以从信号源(例如SMU200A)通过LAN自动加载WiMAX信号的配置文件,从而使得分析过程变得更为简单,尤其适用于放大器等器件的测试。并且,R&S将于近期推出针对MIMO测试的信号分析方案,甚至包括了相位相干的多通道分析功能。可见,信号分析仪FSQ可以对各类WiMAX信号进行分析,从而对WiMAX发射机的质量作出全面的评估。

 


(责任编辑:zxh007)

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