WiMax的功率放大器測試評(píng)估解決方案

WiMAX簡介

WiMax ( worldwide interoperability for microwave access，微波接入全球互通)是基于IEEE 802.16標(biāo)準(zhǔn)的一種無線傳輸技術(shù) 。作為連接用戶“最后一公里”的技術(shù)， WiMax 被開發(fā)用于取代諸如 DSL等寬帶有線網(wǎng)絡(luò)，并支持移動(dòng)寬帶無線接入，它采用OFDM傳輸技術(shù)來進(jìn)行非視距( NLOS)連接，可提供高達(dá)75 Mbit/s的數(shù)據(jù)率。其中， IEEE 802.16-2004物理層又分為兩種模式：OFDM和 OFDMA(正交頻分復(fù)用)。在OFDM模式中，使用所有載波(200個(gè))以TDD或FDD方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸;在OFDMA 模式中，載波個(gè)數(shù)顯著增加，并分為若干自頻道(subchannelization)，為每個(gè)用戶指定一個(gè)或多個(gè)子頻道，同時(shí)為多個(gè)用戶提供服務(wù)。IEEE 802.16e主要為WiMax的移動(dòng)應(yīng)用而提出，其載波個(gè)數(shù)可根據(jù)使用的FFT基底(128，512, 1024, 2048)而顯著變化，韓國標(biāo)準(zhǔn)WIBRO即是802.16e的一個(gè)特例。與WLAN不同，WiMAX 信號(hào)的帶寬不是固定的，而是在1.25MHz和28MHz之間可變。

功率放大器的主要測試參數(shù)

對(duì)于通用的功率放大器，主要關(guān)注以下測試參數(shù)：

(1) 功率增益，反映放大器對(duì)信號(hào)的放大能力;

(2) 1dB壓縮點(diǎn)，反映放大器的線性度，也即放大器放大大信號(hào)的能力;

(3) 最大輸出功率，實(shí)際上，前兩個(gè)指標(biāo)即可反映放大器實(shí)際可用的最大輸出功率。它們用CW信號(hào)來測試，只要信號(hào)源射頻指標(biāo)優(yōu)異，具備功率掃描能力即可。

對(duì)于WiMAX功率放大器，為了全面衡量放大器的性能，往往還關(guān)注以下測試參數(shù)。

(4) “突發(fā)”輸出功率：分為最小RMS “突發(fā)”輸出功率, 平均 RMS “突發(fā)”輸出功率和最大RMS “突發(fā)”輸出功率。

(5) 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差來描述。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)，如圖1所示。

圖1 頻率誤差引起的載波間干擾

(6) 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，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。

(7) EVM (誤差矢量幅度)： 這是最重要的測試參數(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 結(jié)果可以是對(duì)所有載波、數(shù)據(jù)載波和導(dǎo)頻載波。

(8) ACPR (鄰信道功率比)：ACPR指相鄰信道測得的功率與主信道功率之比，反映放大器失真對(duì)鄰信道的干擾。

(9) 頻譜平坦度：反映WiMAX信號(hào)子載波的功率變化，它測量每個(gè)子載波的平均功率對(duì)所有子載波平均功率的偏離。

(10) 頻譜差(spectrum difference)：測量突發(fā)前導(dǎo)部分相鄰子載波的功率差異。

(11) 頻譜模板(spectrum mask)：測量發(fā)信機(jī)發(fā)射頻譜的“輪廓”，以保證主信道外沒有過多的功率發(fā)射。

對(duì)于上述的(5)、(8)、(9)、(10)、(11)，雖然通用RS 標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源的多載波連續(xù)波功能可以模擬一個(gè)WiMax信號(hào)來進(jìn)行測量，但這樣往往調(diào)節(jié)麻煩而且不夠準(zhǔn)確;而對(duì)于(4)、(6)、(7)則需要真正的WiMax信號(hào)才能進(jìn)行測量，尤其是 EVM 。因此，一臺(tái)能產(chǎn)生WiMax信號(hào)的信號(hào)源對(duì)WiMAX功放測試是必不可少的。

RS WiMAX功放測試解決方案

RS公司為WiMAX功放測試提供了快速、準(zhǔn)確的解決方案。測試設(shè)置如圖2所示，主要包括3部分。

圖2 WiMAX功率放大器測試解決方案

(1)信號(hào)源： 使用SMU200A及選件SMU-K49，或者SMJ100A及選件SMJ-K49，都可以方便地產(chǎn)生 802.16 -2004- 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。

(2)頻譜儀：FSQ系列頻譜儀及選件RS FSQ-K92支持 802.16-2004-OFDM信號(hào)分析;或者使用FSQ及選件FSQ-K93支持WiMAX 802.16e OFDMA 和WIBRO信號(hào)的分析;也可選擇FSL系列頻譜儀及選件FSL-K92支持 802.16-2004-OFDM信號(hào)的分析。

(3)外部PC軟件DemoMeas_WiMAX：通過 GPIB 或 LAN 控制信號(hào)源(SMU200和SMJ100) 和頻譜儀(FSQ和FSL) 。如圖3所示，用戶只需在左邊欄目選擇待測的參數(shù)，軟件可自動(dòng)完成測試所需的設(shè)置，而且同時(shí)生成測試報(bào)告。

圖3 DemoMeas-WiMAX軟件窗口

此外，對(duì)于OFDM、OFDMA和WIBRO三種標(biāo)準(zhǔn)，要求的測試參數(shù)有所不同，因此DemoMeas_WiMAX為用戶提供的選擇也有所差異(參考表1)，它包括一系列的設(shè)置文件分別對(duì)應(yīng)于這三種標(biāo)準(zhǔn)，用戶可選擇對(duì)上行(uplink)或者下行(downlink)進(jìn)行測量，并可按需要編輯這些設(shè)置文件。

總之，作為無線測試領(lǐng)域的引導(dǎo)者，羅德與施瓦茨公司的WiMAX功放測試方案基于其性能優(yōu)異的信號(hào)源和頻譜儀，充分體現(xiàn)了自動(dòng)化測試的優(yōu)越性，具有簡單，快速、準(zhǔn)確的特點(diǎn)，極大的提高了用戶的測試效率。