频谱趋势
无线通讯的市场需求继续加快,一起伴随着向数据运用的搬运,比方短信息、网络阅读和GPS等运用。这些运用需求更高的数据传输率来完成更佳的用户体会,这需求在有限的频谱上选用新的传输方法。一些适当有功率的调制方法和数字编码算法得到了选用,与此对应的是不断提高的信号带宽——从上世纪90 时代的300kHz 添加到了今日的40MHz。
通讯技能的趋势
或许日前无线通讯技能最明显的趋势便是从单输入单输出(SISO)架构到杂乱的多输入多输出(MIMO)架构的改动。现在的无线电设备多选用单发射机和单接纳机的SISO架构,信息在一个时刻段选用单种数字符号在单一信道进行传输。比方在现在的Wi-Fi体系中,在一个时刻点只选用一个天线发射或接纳一个射频信号。选用此方法,天线常常需求切换到最好的信号途径,但每个天线在一个时刻段只能接纳一个频段的一个数据流。从SISO到MIMO的搬运答应在多载波上一起传输上百种符号。MIMO选用多载波射频信号来传输更多信息,并在同一频段上传输一切信号,在占用相同带宽的情况下大大改进了频谱功率。这一改动是由顾客对移动电话服务不断添加的需求和数字信号处理器(DSP)价格的不断下降所驱动的,结果是带来了高带宽的无线通讯体系。MIMO技能现在能够在广泛的商用无线通讯设备上得以选用,比方移动电话、PDA和笔记本电脑。直接结果是为那些消费设备带来更高的数据传输率。
测验的趋势和应战
MIMO选用多信号传输和接纳将频谱功率带到了一个新的水平,但是,更高的频谱功率意味着更杂乱的体系。比方说WiMAX体系,选用了正交频分复用(OFDM)来完成多种符号的并行传输。从SISO到MIMO的改动让测验工程师面临许多值得注意的新应战。杂乱的MIMO 和OFDM带来的第一个应战是测验仪器能够支撑的空间流(spatial streams)的数量。比方说,WLAN和LTE都支撑四路空间流,而现在的WiMAX 运用Matr ix A 和Matrix B两路空间流。接纳机测验的应战是将混合在一起的信号分解成多路的独自信号或码流。但是,最大的应战仍是同步。传输多路信号需求在多个信道之间完成相位和采样对准(sampling alignment)的准确同步。这意味着信号剖析仪和信号发生器有必要进行准确的同步,来完成准确的和可重复的丈量。
在MIMO的发射机中RF载波的相位也需求得到操控。这答应天线波束调整到不同的方向。 经过将天线波束调整到两个不同的方向,通讯功率能够得到较大的提高。今日,大都仪器渠道都被规划为SISO运用,不能便利的调理RF载波的相位。即便那些具有MIMO测验才能的仪器也需求阐明RF载波有必要处于安稳(比方,RF 载波间具有低的颤动)并具有可调整的起伏。但是,关于下一代测验仪器来说,准确的相位操控是有必要的。另一个测验仪器的应战是带宽(BW),MIMO信号特别需求测验仪器具有宽的BW。比方说,WiMAX和LTE现在具有20MHz的BW要求,而WLAN802.11n需求40MHz的BW。
在今日的无线设备中越来越多样的移动通讯规范得到选用,或许制造商可能会选用不同的规范出产各种设备。因而,测验仪器需求适用多种干流的移动通讯规范(如GSM、GPRS、EDGE、WCDMA、CDMAOne 和CDMA2000等)。测验仪器有必要有才能对每个规范做出准确的丈量,比方需求确保较小的差错向量起伏即EVM(EVM在EDGE体系中适当重要)。而由于新的移动通讯规范被制造商选用,测验仪器也面临更新的问题。抱负来说,制造商期望能用最简略和本钱最低的方法(比方仅改动软件)来更新测验仪器,以应对新的移动通讯和调制规范。
工业关于本钱灵敏的需求
现在的无线设备变得越来越杂乱,竞赛压力日趋增大,赢利率被压的很低。一起,测验越来越难,单位本钱面临增大的压力。面临缩小的赢利,制造商想尽一切办法来下降本钱,这就包含下降测验仪器以及测验的本钱。这不只体现在出产过程中,相同体现在研制过程中,在这两种环境下,关于更多功用、更高吞吐量和更简略操作的测验设备需求越来越激烈。关于多空间流的WLAN、LTE和WiMAX体系的测验,首要方针便是在不献身功能的前提下坚持每信道流测验本钱的下降。但是,测验仪器的本钱,特别是在WiMAX体系中,往往会成倍的添加。比方,为了得到N输入和M输出,每个输入-输出需求一个独立的发射机和一个接纳机,或许说一个信号发生器和一个信号剖析仪。愈加先进的测验仪器的规划考虑了以上所谈到的这些要素。比方,吉时利(Keithley)公司的下一代MIMO 测验渠道让添加对新信号规范和MIMO选项的测验愈加简略和廉价。该渠道包含吉时利公司的2920射频矢量信号发生器、2820矢量信号剖析仪、2895 MIMO同步单元和SignalMeister波形生成软件。该渠道支撑最大8 ×8 MIMO 体系丈量,这种MIMO体系运用在现在商用的8 02 . 1 1n Wi-F i、8 02 . 1 6 e 移动WiMAX Wave 2 和未来的4G 规范LTE(长时刻演进)和UMB(超移动宽带)上。
这些测验才能得益于现在工业的立异,比方,根据DSP的软件无线电(SDR)架构的快速选用改动了测验需求。根据SDR的仪器能够生成或调制几乎是任何信号(现在能够到达40MHz的调制带宽),而只需求进行软件的更新。这让测验仪器运用寿命大大添加,由于更新测验体系愈加简略。DSP技能还供给了杰出的功能,包含极低EVM(典型值小于0.5%)的EDGE信号的生成。这完成了准确的、可重复的信号,下降了丈量差错。相同的,根据DSP的信号剖析仪能够在每个通道和每个符号基础上丈量低水平的EVM。
DSP 技能相同供给了高的吞吐量,它答应快速调谐,能够在低于一毫秒时刻内涵大部分频段切换频率。相同的,不同起伏信号的树立时刻也只需求几个毫秒。一个DSP渠道装备了一个很多的相应波型的存储记载,这让用户能够在存储器中记载很多的波型来完成当即调用。
经过将这些技能最有本钱效益的结合在一起,下一代RF测验仪器让设备制造商能够继续下降整体测验本钱。他们能够履行更多更快的测验,缩短产品上市时刻,一起确保产品能到达要害的功能参数要求。