破解WiMAX物理層測試瓶頸(RS公司內部資料)

破解WiMAX物理層測試瓶頸(RS公司內部資料)

WiMax技術的發展對WiMax物理層測試所對應的接收和發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World Interoperability for Microwave Access，它是一種無線城域網技術(WMAN)，一個基站就可為3到10公里半徑范圍內的多個固定用戶提供最大100Mbps的下行數據傳輸速率，以及為3公里半徑范圍內的多個移動用戶提供最大15Mbps的下行數據傳輸速率。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；IEEE802.16e-2005標準是IEEE802.16-2004標準的擴展，它增加了對移動寬帶數據接入的支持。

　　物理層測試

　　在WiMAX的技術中，主要采用OFDM技術作為非視距連接(NLOS)的信號傳輸方式。眾所周知，OFDM信號由一些正交的載波構成，每個載波上均進行數字調制，與相同數據速率的單載波技術相比，OFDM信號具有更長的符號周期，所以，該技術具有很強的抗多徑衰落的性能。此外，在載波上應用的調制方式是BPSK、QPSK、16QAM和64QAM，各種調制根據傳輸速率的要求自適應切換。和無線局域網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，子載波數目可變，并為每個用戶分配載波組(子信道)來傳輸該用戶數據，載波數目大大增加。IEEE802.16e-2005支持移動或者漫游寬帶數據接入。韓國標準WiBro是一種特殊的802.16e技術。

　　對于WiMAX設備而言，物理層測試(RF測試)是保證其具有良好質量和正常工作的必需手段。測試主要分為接收機測試和發射機測試；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WiMAX測試的需要，推出了相應的WiMAX信號產生和信號分析的設備，能對接收和發射部分進行完備的測試，以對WiMAX設備進行全面的評估。

　　接收機測試

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

　　WiMAX信號產生

　　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，根據測試的要求，對信號各項重要的參數進行設置。如物理層模式(OFDM/OFDMA)，雙工方式(TDD/FDD)，上下行，幀結構，Zone/Segment，信號帶寬，調制方式，burst類型，數據長度，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雙通道的設計概念，可以非常方便地產生經過衰落的發射分集的兩路信號。

　　衰落模擬

　　為了測試WiMAX接收機的性能，尤其是802.16e，衰落環境下的測試顯得尤為重要。SMU200A內置了衰落模擬器，可以模擬單通道40徑或者雙通道20徑的衰落環境，每個路徑均可進行相應參數的設置，如損耗、延時、移動速度、多普勒頻移等。目前，SUI(Stanford University Interim)模型(SUI1-SUI6)可以用來進行相關的WiMAX衰落測試，在SMU200A的衰落模擬器中，預定義了SUI模型，用戶可直接調用。

　　MIMO

　　MIMO(Multiple Input Multiple Output)技術通過天線系統實現空間復用來增加帶寬利用的效率，在新的高速數據業務系統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具有雙通道的設計概念，在每個通道都能夠獨立產生所需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置其相關性。因此，SMU200A可以完全支持用于發射分集(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的實現方案，因此，SMU200A會支持WiMAX中全面的MIMO測試。

　　發射機測試

　　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，時域特性和調制質量。利用該設備，可以進行完備的WiMAX發射機測試。在FSQ中，對WiMAX信號的分析結果以數值列表方式顯示。

　　在數值列表中，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、Crest Factor和導頻BER等參數測試結果。此外，FSQ還提供了眾多分析參數的圖形結果顯示，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統計信息，頻譜發射模板(IEEE，ETSI)，鄰信道功率和CCDF等。

　　此外，FSQ還具有以下特點：對于802.16e-2005的OFDMA信號，FSQ支持自動解調，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容而自動獲得解調分析結果。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?？梢?，信號分析儀FSQ可以對各類WiMAX信號進行分析，從而對WiMAX發射機的質量作出全面的評估。