以前，RF測試相對簡單。你可測量發(fā)射器的功率輸出，借助頻譜分析儀偵測噪聲。在接收器端，則測量噪聲和靈敏度。不幸的是，這些輕松的日子一去不復(fù)返了。 

　　隨著先進(jìn)數(shù)字調(diào)制方法及軟件定義無線通信架構(gòu)的引入，如今無線電通信技術(shù)已變得越來越復(fù)雜，它們以數(shù)字信號處理、I/Q信號鏈、多輸入/多輸出(MIMO) 以及其他先進(jìn)技術(shù)為特點。另外，不應(yīng)忽視為滿足管控規(guī)約和互操作性需要必須對這些復(fù)雜通訊協(xié)議進(jìn)行的測試。最重要的，操作頻率持續(xù)飚升，在沖擊著現(xiàn)有設(shè)備的極限以及工程預(yù)算。 

　　慶幸的是，測試儀器制造商并非束手無策。所有主要的制造商都在提供工作頻率更高的儀器。另外，它們提供的軟件和硬件可自動完成許多測試，無論是測試新Wi-Fi 802.11n路由器或WiMAX基站上的MIMO、還是評估新芯片是否滿足新的4G長期演進(jìn)技術(shù)（LTE）手機標(biāo)準(zhǔn)的要求。最新發(fā)布的特色產(chǎn)品大多都是用于測試LTE和最新的HSDPA3G以及帶有MIMO功能的WiMAX等技術(shù)的。 

新標(biāo)準(zhǔn)拓展了技術(shù)疆域 

　　如今，LTE和WiMAX已經(jīng)是萬眾矚目的技術(shù)。LTE就是4G手機技術(shù)，它是第三代伙伴計劃（3GPP）開發(fā)的。雖然并未最終完成(有望在今年下半年獲最終批準(zhǔn))，但其影響足以使芯片和硬件設(shè)備制造商長期努力地測試和評估這些新產(chǎn)品。 

　　目前AT&T、T-Mobile和許多歐洲電信運營商使用的是3G WCDMA和HSPA技術(shù)，而LTE標(biāo)準(zhǔn)是下一個發(fā)展階段。同樣，Verizon也將LTE選為其4G標(biāo)準(zhǔn)，而沒采用Qualcomm開發(fā)的超移動寬帶（UMB）方案。 

　　當(dāng)然WiMAX技術(shù)是由IEEE進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的寬帶無線技術(shù)。有固定(802.16d-2004)和移動(802.16e-2005)兩種版本。主要應(yīng)用于寬帶無線因特網(wǎng)接入服務(wù)以與有線電視和DSL競爭。但諸如手機及其它回程系統(tǒng)也在變得流行。 

　　一些專家認(rèn)為WiMAX移動技術(shù)也是提供4G手機服務(wù)的強有力競爭者。借助網(wǎng)絡(luò)電話技術(shù)(VoIP)，WiMAX會與LTE爭奪市場。但目前仍未見勝負(fù)。許多業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為LTE會勝出，而WiMAX會蠶食局部特定市場?？傊?，兩種技術(shù)都相當(dāng)復(fù)雜。 

　　每種標(biāo)準(zhǔn)都采用了正交頻分復(fù)用(OFDM)和正交頻分多址接入(OFDMA)技術(shù)。另外，每種標(biāo)準(zhǔn)都提供MIMO選項來擴大覆蓋范圍、提升數(shù)據(jù)傳輸速率和可靠性。MIMO是一種多射頻多天線技術(shù)，這種技術(shù)在帶寬上傳輸編碼的并行數(shù)據(jù)流來提升數(shù)據(jù)傳輸速率及減緩多通道干擾。測試這些技術(shù)已成主要挑戰(zhàn)。 

測試儀器解決測試難題 

　　儀器巨頭安捷倫科技公司在今年2月巴塞羅那的全球移動通信大會和4月美國拉斯維加斯的美國無線電通信展會（CTIA）上推出了一系列無線測試產(chǎn)品。例如，其配合安捷倫Infiniium示波器和MXG信號發(fā)生器、用于WiMAX Wave 2測試的最新測試軟件等。 

　　另外，安捷倫的單體全自動E6651A WiMAX Wave 2 MIMO測試儀可執(zhí)行一致性測試、輻射性能測試、端對端數(shù)據(jù)傳送、網(wǎng)絡(luò)接入/數(shù)據(jù)連接（圖表1）等功能。N8300A無線網(wǎng)絡(luò)測試裝置可提供對WiMAX Wave 2的制造測試進(jìn)行快速準(zhǔn)確的測量。 

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E6651A WiMAX Wave 2 MIMO測試儀 

　　還有用于WiMAX除錯的J7910A信號分析儀。安捷倫還與WiMAX芯片組制造商Beceem和Sequans合作為一致性和互操作性驗證提供測試方案。 

　　安捷倫在LTE領(lǐng)域的工作包括一些基于Agilent E6620A無線通信測試裝置的LTE協(xié)議開發(fā)方案（圖表2）。它具有Anite SAT LTE協(xié)議開發(fā)工具集的特點。該方案旨在為處在LTE手機早期協(xié)議設(shè)計階段的工程師提供幫助。 

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Agilent E6620A無線通信測試儀 

　　J7910A實時信號分析平臺是另一款LTE產(chǎn)品，也是唯一一款用于千兆位以太網(wǎng)分析的集成高密度方案。安捷倫也為其MXA信號分析儀和MXG矢量信號發(fā)生器開發(fā)了相應(yīng)的LTE矢量信號分析軟件。 

　　最后，安捷倫公司有用于無線測試和評估的接收器產(chǎn)品線。擁有6 款型號的W1314A系列產(chǎn)品，涵蓋了所有相關(guān)RF頻段和無線技術(shù)，如GSM、WCDMA、cdma2000、EV-DO、iDENHE 和WiMAX（包括移動版）。 

　　這些接收器通過迅速確認(rèn)覆蓋范圍和干擾問題，能夠讓網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造商和運營商高效部署、優(yōu)化和檢修他們網(wǎng)絡(luò)中采用的所有技術(shù)?？蓪θ魏沃С值臒o線頻段采用頻譜分析。接收器配有高靈敏度GPS接受裝置，確保準(zhǔn)確地報告定位和測試數(shù)據(jù)。 

　　Anritsu 以其與其MS269XA信號分析儀（圖表3）配套工作、用于LTE的三個軟件簡化了測試。這三個軟件包分別是：MX269020A TE下行鏈路測量軟件、MX269021A LTE上行鏈路測量軟件和MX269908A LTE IQ 生成器軟件；它們?nèi)兄诖_保LTE設(shè)備的兼容性。 

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MS269XA信號分析儀

　　MX269020A和MX269021A主要是測量頻分雙工(FDD)模式下3GPP LTE的發(fā)射特性。兩個軟件包包括一些專門特性，如一個滾動的快速傅立葉變換(FFT)分析窗口以提供測試靈活性和用戶定義的參考信號。 

　　MX269908A生成兼容3GPP LTE的波形模式文件。這些文件可以通過MS269XA的備選信號發(fā)生器以RF信號形式發(fā)射輸出以檢測RF接收器特性及進(jìn)行發(fā)射和接收器評估。可創(chuàng)建用戶定義參考信號并將其整合進(jìn)波形文件進(jìn)行發(fā)射。 

　　為提高LTE基站、移動終端和相關(guān)器件的測試效率，所有這些產(chǎn)品都經(jīng)過了長期完善。軟件直接安裝在MS269XA分析儀上，在測試設(shè)置時省去了外接電腦。 MS269XA有幾款不同頻率范圍的型號，起始頻率是50 Hz、最高頻率分別到6、13.5和26.5 GHz。起步價格為34,000美元。MX269020A 和MX269021A都是17,212美元。MX269908A是5164美元。 

　　Anritsu 的MS271xB經(jīng)濟型頻譜分析儀有多款型號，最高頻率分別為7.1、13和20 GHz。其特殊的解調(diào)電路和預(yù)寫入測試程序包適用于多種流行的無線和定點技術(shù)，如：WiMAX、 WCDMA 和HSDPA、cdmaOne、cdma2000、EVDO以及GSM/GPRS/EDGE。 

　　所有這些型號具有10MHz帶寬和100dB的動態(tài)范圍。它們支持13種無線測試選項從而減少了生產(chǎn)測試成本。零檔位功能的數(shù)字時間指示器使用戶可以更高精度測試RF功率與時間的關(guān)系。時間指示器功能現(xiàn)在是滾動式的，另外：測量速度、遠(yuǎn)程I/O數(shù)據(jù)傳送及按鍵反應(yīng)時間都快得多。 

　　就創(chuàng)建自動測試來說， National Instruments的LabVIEW 提供了MS271xB可編程測試功能，它支持用高級語言簡易地編寫測試程序。所有產(chǎn)品都有256Mbyte和2Gbyte的USB閃存驅(qū)動器、以太網(wǎng)和 USB2.0接口。7.1GHz版和20GHz版的美國本土售價分別為12,950美元和19,959美元。 

　　Anritsu 的MG37020A微波信號發(fā)生器是為防御信號模擬和制造自動化測試設(shè)備（ATE）應(yīng)用內(nèi)的自動化測試系統(tǒng)開發(fā)的，其中，最短測試時間和最大吞吐量至關(guān)重要。應(yīng)用包括天線測試、衛(wèi)星有效載荷測試和陸地微波鏈路測試。 

　　MG37020A 的關(guān)鍵指標(biāo)是其100?s的快速頻率轉(zhuǎn)換速度。這種基于釔鐵石榴石 (yttrium-iron-garnet)材料發(fā)生器的頻率范圍在10 MHz 到20 GHz、變頻步幅為0.001Hz；在10 GHz以上，具有–101 dBc/Hz±10 kHz的低相噪。另外，它基于Windows XP操作系統(tǒng)、帶有彩色觸摸屏。接口有USB 2.0、以太網(wǎng)、IEEE-488 GPIB和RS-232。 

　　Azimuth Systems是最早開發(fā)硬連線RF頻道仿真器以測試無線系統(tǒng)的公司之一。該公司的最初努力是致力于解決Wi-Fi測試，目前，其發(fā)展對802.11n Wi-Fi產(chǎn)品的測試起著至關(guān)重要的作用。現(xiàn)在，Azimuth的ACE MX頻道仿真器用于測試LTE、WiMAX (包括未來的802.16m標(biāo)準(zhǔn))以及UMB（圖表4）。 

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Azimuth的ACE MX頻道仿真器 

　　該仿真器滿足復(fù)雜的4G智能天線要求，包括MIMO和波束成型方法。ACE MX覆蓋了400 MHz 到 6 GHz范圍。具有可升級的MIMO配置并同時支持頻分雙工(FDD)或時分雙工(TDD)模式下的單向或雙向操作。它幾乎可以測試所有工作在新 700MHz的新產(chǎn)品。 

　　Keithley公司借助其2920矢量信號發(fā)生器(VSG)生成OFDM信號作為測試輸入信號來解決MIMO測試問題。通過使用其它VSG，用戶可以在同一個頻率上生成兩、三或四個帶有不同數(shù)據(jù)的附加信號來生成最終MIMO信號。需采用 Keithley的2895 MIMO同步單元來協(xié)調(diào)輸入并生成最終MIMO輸出（圖表5）。 

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Keithley的2895 MIMO同步單元 

　　在信號鏈的接收端，Keithley的2820矢量信號分析儀（VSA）處理信號的接收和還原。它利用該公司開發(fā)的MIMO信號分析軟件對信號進(jìn)行還原、測量和顯示。且4臺VSG和VSA可以一起使用。此外，可支持多達(dá)4x4 (如：2x3、4x3、2x1)的MIMO配設(shè)。 

　　Keithley 的920 VSG可以生成10 MHz 到6 GHz信號。可選的任意波形信號發(fā)生器（AWG）能讓用戶生成GSM、EDGE、WCDMA和cdma2000、單輸入/單輸出(SISO)無線局域網(wǎng) (WLAN)、苛刻的40MHz帶寬的802.11n Wi-Fi及WIMAX信號。2920還可作為單體測試單元出售。 

　　同時，2820 VSA可接收高達(dá)6GHz信號。其帶寬是40 MHz。它可接收、分析并顯示大多通用無線標(biāo)準(zhǔn)信號，如先前討論2920時提到的各標(biāo)準(zhǔn)以及SISO和MIMO。 

　　為在MIMO測試系統(tǒng)中使用這些測試儀器，需要借助2895 MIMO同步單元，2895可同步所有VSG和VSA。它為全部測試單元提供一個公共本地振蕩器(LO)輸出及一個100MHz數(shù)字時鐘和觸發(fā)信號以同步用于選定MIMO配置的所有設(shè)備?；赑C的MIMO信號分析軟件借助可達(dá)4x4的MIMO以幫助用戶測試和測量全部標(biāo)準(zhǔn)。 

　　2920 VSG的起價為17,500美元，2820 VSA是22,500美元。2895 MIMO同步單元是9,900美元，MIMO信號分析軟件為9,500美元。 

　　Rohde & Schwarz公司也在提供幾款新的LTE、WiMAX和MIMO產(chǎn)品?？蓽y試3GPP LTE、WiMAX、802.11 Wi-FI和HSPA+的這樣一整套2x2 MIMO測試系統(tǒng)包括了SMU200A RF信號發(fā)生器和AMU200A基帶發(fā)生器以及衰減模擬器(如圖6)。這套測試設(shè)備可以實時測量所有4個傳播通道的信號衰減。 

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R&S的2x2 MIMO測試系統(tǒng)

　　一個典型MIMO系統(tǒng)采用帶兩個信號發(fā)射和兩個接收器的2X2格式。測試設(shè)置需要兩臺信號發(fā)生器和一臺信號衰減模擬器。R&S公司提供一種選擇，它允許用戶使用單一測試儀器對2x2 MIMO接收器進(jìn)行測量。發(fā)生器可以配備一個內(nèi)部衰退模擬器和兩個RF信號源、兩個基帶信號源。如果配備這些選項，測試儀器可模擬所需的4個衰減頻道。 

　　R&S公司的SMU200A/AMU200A組合測試儀帶有可選固件。它增加了用于3GPP LTE、可針對最多4條信道的頻道編碼和MIMO預(yù)編碼。借助它，用戶不再需要外部信號衰減硬件或控制軟件，就可以測試3GPP LTE移動設(shè)備。 

　　因信號發(fā)生器提供兼容3GPP TS 36.211標(biāo)準(zhǔn)的信號，我們可以測試RF的所有功能。這需要其他儀器或外部PC來計算信號。SMx-K55軟件是R&S SMU200A和其他R&S發(fā)生器的另一個選件，它能提供上/下行鏈路的測試功能。 

　　盡管LTE協(xié)議很復(fù)雜，但R&S的CMW500 LTE協(xié)議測試儀可以讓用戶輕松地測試基站和手機（圖表7）。其頻率最高達(dá)6 GHz、帶寬是40 MHz。它極大便利了一致性、性能和互操作性測試。全套測試軟件工具和測試程式大大降低了LTE開發(fā)難度。 

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R&S的CMW500 LTE協(xié)議測試儀 

　　就WiMAX 測試方案來說，R&S的CMW270通信測試儀可仿真基站。它把信號發(fā)生和信號分析功能集成到一臺設(shè)備中，是實現(xiàn)芯片組和移動基站測試的極佳方案。它支持802.16e 移動WiMAX標(biāo)準(zhǔn)、覆蓋100 MHz到6GHz頻段。它還支持WIMAX論壇定義的全部RF規(guī)范。 

　　泰克公司（Tektronix Communications）最近發(fā)布了一些LTE和WIMAX測試平臺。例如，其G35全面網(wǎng)絡(luò)管理和診斷方案涵蓋了所有協(xié)議層面和物理接口，包括無線和固定線路接口(圖表8)。它包含G35-LTE功能和負(fù)載測試平臺及NSALTE可升級平臺，可進(jìn)行監(jiān)控、除錯和優(yōu)化。 

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泰克的G35 

　　Tektronix也推出了G35的WiMAX版本。WiMAX 論壇最近選用該版本，作為其全球WiMAX認(rèn)證測試實驗室用于測試WiMAX網(wǎng)絡(luò)節(jié)點互操作性的方案。 

　　盡管Tektronix的H600 RFHawk并不是LTE和WiMAX測試產(chǎn)品，但這款手持?jǐn)?shù)字RF信號捕捉器可用于監(jiān)視和安保市場（如圖9）。其接收器具有帶一組直觀用戶控制功能的高性能頻譜分析儀，允許用戶快速簡單地對模擬和數(shù)字RF發(fā)射進(jìn)行分類和定位。 

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Tektronix的H600 RFHawk 

　　搜尋和定位那些非法濫用射頻頻率的無線電發(fā)射器是一項具有挑戰(zhàn)性的工作，尤其是在迫切需要降低風(fēng)險和快速反應(yīng)的場合。許多隱蔽的信號通過隱藏于合法信號發(fā)射源來逃避偵測。RFHawk的開發(fā)就是要滿足客戶對快速發(fā)現(xiàn)和定位非法模擬和數(shù)字RF發(fā)射源這一要求的。 

　　其頻譜圖模式能夠讓客戶通過基于快速傅立葉變換的頻譜分析看到真實的信號形態(tài)。RFHawk使用稱為頻譜關(guān)聯(lián)分析的DSP技術(shù)來深入到信號內(nèi)部頻率來發(fā)現(xiàn)數(shù)字信號的符號速率和其它重復(fù)內(nèi)部速率從而辨別出有效信號。