论文部分内容阅读
摘要：WiMax功率放大器的参数测试往往要求信号源和频谱仪构成不同的配置，这些测试常常是耗时而费力的。对此，R&S公司提供了一款在外部PC上运行的测试程序DemoMeas WiMax，与信号源和频谱仪一起，实现WiMax功放所有参数的自动化测试。
关键词：IEEE 802.16；功率放大器；自动化测试；WiMax
WiMax简介
WiMax(worldwide interoperability formicrowave access，微波接入全球互通)是基于IEEE 802.16标准的一种无线传输技术。作为连接用户“最后一公里”的技术，WiMax被开发用于取代诸如DSL等宽带有线网络，并支持移动宽带无线接入，它采用OFDM传输技术来进行非视距(NLOS)连接，可提供高达75 Mbit/s的数据率。其中，IEEE 802.16－2004物理层又分为两种模式：OFDM和OFDMA(正交频分复用)。在OFDM模式中，使用所有载波(200个)以TDD或FDD方式进行数据传输；在OFDMA模式中，载波个数显著增加，并分为若干自频道(subchannelization)，为每个用户指定一个或多个子频道，同时为多个用户提供服务。IEEE 802.16e主要为WiMax的移动应用而提出，其载波个数可根据使用的FFT基底(128，512，1024，2048)而显著变化，韩国标准WlBRO即是802.16e的一个特例。与WLAN不同，WiMax信号的带宽不是固定的，而是在1.25MHz和28MHz之间可变。
功率放大器的主要测试参数
对于通用的功率放大器，主要关注以下测试参数：
(1)功率增益，反映放大器对信号的放大能力；
(2)1dB压缩点，反映放大器的线性度，也即放大器放大大信号的能力；
(3)最大输出功率，实际上，前两个指标即可反映放大器实际可用的最大输出功率。它们用CW信号来测试，只要信号源射频指标优异，具备功率扫描能力即可。
对于WiMax功率放大器，为了全面衡量放大器的性能，往往还关注以下测试参数。
(4)“突发”输出功率：分为最小RMS“突发”输出功率，平均RMS“突发”输出功率和最大RMS“突发”输出功率。
(5)频率误差：频率误差可以用相对于频谱仪中心频率的载波频率误差来描述。收发信机间的频率误差将引起各个子载波频谱相对于接收机FFT频率的移动，产生载波间干扰(ICI)。
(6)符号时钟误差：指相对于系统采样时钟的参考符号时钟与实际测量的符号时钟之差。如果符号时钟比参考时钟低会使OFDM信号比所要求的长，引起子载波间距减小；反之则引起子载波间距增加。两种情况都产生载波间干扰，使信号的EVM性能恶化。
(7)EVM(误差矢量幅度)：这是最重要的测试参数之一，以保证放大器在输出足够功率的同时获得良好的信号质量。EVM结果可以是对所有载波、数据载波和导频载波。
(8)ACPR(邻信道功率比)：ACPR指相邻信道测得的功率与主信道功率之比，反映放大器失真对邻信道的干扰。
(9)频谱平坦度：反映WiMax信号子载波的功率变化，它测量每个子载波的平均功率对所有子载波平均功率的偏离。
(10)频谱差(spectrum difference)：测量突发前导部分相邻子载波的功率差异。
(11)频谱模板(spectrum mask)：测量发信机发射频谱的“轮廓”，以保证主信道外没有过多的功率发射。
对于上述的(5)、(8)、(9)、(10)、(11)，虽然通用R&S标准信号源的多载波连续波功能可以模拟一个WiMax信号来进行测量，但这样往往调节麻烦而且不够准确；而对于(4)、(6)、(7)则需要真正的WiMax信号才能进行测量，尤其是EVM。因此，一台能产生WiMax信号的信号源对WiMax功放测试是必不可少的。
R&S WiMax功放出测试解决方案
R&S公司为WIMAX功放测试提供了快速、准确的解决方案。测试设置如图2所示，主要包括3部分。
(1)信号源：使用SMU200A及选件SMU－K49，或者SMJl00A及选件SMJ－K49，都可以方便地产生802.16－2004－OFDM、WiMAX 802.16e OFDMA和WIBRO信号。其中SMU200A除具有极佳的射频及基带性能外，还带有强大的衰落模拟功能，更适合研发使用。
(2)频谱仪：FSQ系列频谱仪及选件R&SFSQ－K92支持802.16－2004－OFDM信号分析；或者使用FSQ及选件FSQ—K93支持WiMax802.16e OFDMA和WlBRO信号的分析；也可选择FSL系列频谱仪及选件FSL－K92支持802.16－2004－OFDM信号的分析。
(3)外部PC软件DemoMeas－WiMax：通过GPIB或LAN控制信号源(SMU200和SMJl00)和频谱仪(FSQ和FSL)。用户只需在左边栏目选择待测的参数，软件可自动完成测试所需的设置，而且同时生成测试报告。
此外，对于OFDM、OFDMA和WIBRO三种标准，要求的测试参数有所不同，因此DemoMeas，WiMax为用户提供的选择也有所差异，它包括一系列的设置文件分别对应于这三种标准，用户可选择对上行(up—link)或者下行(downlink)进行测量，并可按需要编辑这些设置文件。
总之，作为无线测试领域的引导者，罗德与施瓦茨公司的WiMax功放测试方案基于其性能优异的信号源和频谱仪，充分体现了自动化测试的优越性，具有简单，快速、准确的特点，极大的提高了用户的测试效率。
关键词：IEEE 802.16；功率放大器；自动化测试；WiMax
WiMax简介
WiMax(worldwide interoperability formicrowave access，微波接入全球互通)是基于IEEE 802.16标准的一种无线传输技术。作为连接用户“最后一公里”的技术，WiMax被开发用于取代诸如DSL等宽带有线网络，并支持移动宽带无线接入，它采用OFDM传输技术来进行非视距(NLOS)连接，可提供高达75 Mbit/s的数据率。其中，IEEE 802.16－2004物理层又分为两种模式：OFDM和OFDMA(正交频分复用)。在OFDM模式中，使用所有载波(200个)以TDD或FDD方式进行数据传输；在OFDMA模式中，载波个数显著增加，并分为若干自频道(subchannelization)，为每个用户指定一个或多个子频道，同时为多个用户提供服务。IEEE 802.16e主要为WiMax的移动应用而提出，其载波个数可根据使用的FFT基底(128，512，1024，2048)而显著变化，韩国标准WlBRO即是802.16e的一个特例。与WLAN不同，WiMax信号的带宽不是固定的，而是在1.25MHz和28MHz之间可变。
功率放大器的主要测试参数
对于通用的功率放大器，主要关注以下测试参数：
(1)功率增益，反映放大器对信号的放大能力；
(2)1dB压缩点，反映放大器的线性度，也即放大器放大大信号的能力；
(3)最大输出功率，实际上，前两个指标即可反映放大器实际可用的最大输出功率。它们用CW信号来测试，只要信号源射频指标优异，具备功率扫描能力即可。
对于WiMax功率放大器，为了全面衡量放大器的性能，往往还关注以下测试参数。
(4)“突发”输出功率：分为最小RMS“突发”输出功率，平均RMS“突发”输出功率和最大RMS“突发”输出功率。
(5)频率误差：频率误差可以用相对于频谱仪中心频率的载波频率误差来描述。收发信机间的频率误差将引起各个子载波频谱相对于接收机FFT频率的移动，产生载波间干扰(ICI)。
(6)符号时钟误差：指相对于系统采样时钟的参考符号时钟与实际测量的符号时钟之差。如果符号时钟比参考时钟低会使OFDM信号比所要求的长，引起子载波间距减小；反之则引起子载波间距增加。两种情况都产生载波间干扰，使信号的EVM性能恶化。
(7)EVM(误差矢量幅度)：这是最重要的测试参数之一，以保证放大器在输出足够功率的同时获得良好的信号质量。EVM结果可以是对所有载波、数据载波和导频载波。
(8)ACPR(邻信道功率比)：ACPR指相邻信道测得的功率与主信道功率之比，反映放大器失真对邻信道的干扰。
(9)频谱平坦度：反映WiMax信号子载波的功率变化，它测量每个子载波的平均功率对所有子载波平均功率的偏离。
(10)频谱差(spectrum difference)：测量突发前导部分相邻子载波的功率差异。
(11)频谱模板(spectrum mask)：测量发信机发射频谱的“轮廓”，以保证主信道外没有过多的功率发射。
对于上述的(5)、(8)、(9)、(10)、(11)，虽然通用R&S标准信号源的多载波连续波功能可以模拟一个WiMax信号来进行测量，但这样往往调节麻烦而且不够准确；而对于(4)、(6)、(7)则需要真正的WiMax信号才能进行测量，尤其是EVM。因此，一台能产生WiMax信号的信号源对WiMax功放测试是必不可少的。
R&S WiMax功放出测试解决方案
R&S公司为WIMAX功放测试提供了快速、准确的解决方案。测试设置如图2所示，主要包括3部分。
(1)信号源：使用SMU200A及选件SMU－K49，或者SMJl00A及选件SMJ－K49，都可以方便地产生802.16－2004－OFDM、WiMAX 802.16e OFDMA和WIBRO信号。其中SMU200A除具有极佳的射频及基带性能外，还带有强大的衰落模拟功能，更适合研发使用。
(2)频谱仪：FSQ系列频谱仪及选件R&SFSQ－K92支持802.16－2004－OFDM信号分析；或者使用FSQ及选件FSQ—K93支持WiMax802.16e OFDMA和WlBRO信号的分析；也可选择FSL系列频谱仪及选件FSL－K92支持802.16－2004－OFDM信号的分析。
(3)外部PC软件DemoMeas－WiMax：通过GPIB或LAN控制信号源(SMU200和SMJl00)和频谱仪(FSQ和FSL)。用户只需在左边栏目选择待测的参数，软件可自动完成测试所需的设置，而且同时生成测试报告。
此外，对于OFDM、OFDMA和WIBRO三种标准，要求的测试参数有所不同，因此DemoMeas，WiMax为用户提供的选择也有所差异，它包括一系列的设置文件分别对应于这三种标准，用户可选择对上行(up—link)或者下行(downlink)进行测量，并可按需要编辑这些设置文件。
总之，作为无线测试领域的引导者，罗德与施瓦茨公司的WiMax功放测试方案基于其性能优异的信号源和频谱仪，充分体现了自动化测试的优越性，具有简单，快速、准确的特点，极大的提高了用户的测试效率。