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怎么完成移动WiMAX设备的物理测验?

最新版的WiMAX标准可以提供让用户自由移动所需的移动服务。当然,正如任何新的技术都会带来硬件测试需求一样,在研发实验室,需要进行…

  最新版的WiMAX规范能够供给让用户自在移动所需的移动服务。当然,正如任何新的技能都会带来硬件测验需求相同,在研制实验室,需求进行产品认证和针对规范的一致性测验;在产品线上,需求进行查错和保护操作。正确和准确的测验有助于保证来自各个制造商的WiMAX设备之间具有完善的互操作性。

  因为WiMAX解决计划首要用于城域宽带无线接入(BWA)运用,因而有必要战胜因为大楼和其它障碍物引起的多径效应。正是根据这个原因,业界开宣布了正交频分复用(OFDM)版别的WiMAX用于固定WiMAX,移动WiMAX则选用正交频分多路接入(OFDMA)技能,这种技能是多用户版的OFDM。与TDMA比较,它能够给多个用户更灵敏地分配带宽,并能供给更低的延时。

  移动WiMAX的信道带宽与固定WiMAX十分相似,并且两者同享调制类型。两者之间的要害区别是移动WiMAX有必要能够切换用户衔接,并在不同基站和掩盖区域内坚持衔接。固定WiMAX和移动WiMAX之间的比较见表1。

  在选用OFDM的WiMAX体系中运用了许多不同的调制格局,每种调制计划都习惯特定的传输要求。选用这种自习惯的调制计划后,在20MHz带宽内最高可供给73Mb/s的传送速率。在固定WiMAX体系中运用的OFDM符号选用反向256点快速傅里叶变换(FFT)完成频域到时域的转化,而OFDMA版别则运用从128到2048(256在外)可变巨细的FFT。

  OFDM WiMAX中的每个用户都能够在任何给定时刻点运用一切子载波。而在OFDMA中,子载波的子集被分配给多个用户,因而能让许多用户一起取得服务。被称为子信道化的技能则针对每个用户运用特别载波群。为了战胜多径搅扰效应,这些子载波分配是动态改动的。

  WiMAX体系能够选用时分复用(TDD)、频分复用(FDD)或半双工FDD装备计划。在TDD计划中,基站(BS)和用户台(SS)都用相同的频率发送,但在时刻上分开来。基站发送一个下行链路的子帧,紧跟着是一个叫做发送/接纳转化空隙(TTG)的时刻短空隙,然后再由单个用户发送上行链路的子帧。用户是被准确同步的,因而他们的传送信号在抵达基站时相互间不会堆叠。在一切的上行链路子帧发送完之后,在基站再次开端发送之前,体系会分配另一个叫做接纳/发送转化空隙(RTG)的时刻短空隙。每个用户上行链路子帧的开端都有一个前导码,能够协助基站同步每个用户站。

  

  表1:移动WiMAX与固定WiMAX的比较。

  在韩国,移动WiMAX被称为WiBro,即无线宽带的简称。WiBro选用与移动WiMAX相同的IEEE 802.16e-2005规范,但在相对于基站的用户速度功用方面略有增强。WiBro只运用TDD和8.75MHz的最大信道带宽。运用2.3GHz频段的WiBro能够与WiMAX设备互操作,在韩国将成为电缆、DSL和WLAN的有力竞争对手。

  信号测验

  为了评价WiMAX接纳器和器材,需求用信号发生器发生的已知测验信号替代WiMAX发送器宣布的信号。为了仿照用于接纳器评价的信号,信号发生器有必要向被测设备供给能够彻底匹配WiMAX规范信号要求的频率规模、调制类型和调制带宽。因为WiMAX信号具有突发特性,从突发信号的开端(前导)到突发数据的信号起伏是不同的,因而用于WiMAX接纳器测验的信号发生器也应供给可编程的功率操控来仿照WiMAX信号的这种动态功率特征。它还有必要能够准确丈量误码率(BER)。

  一旦WiMAX测验信号发生后,就有必要对它们进行剖析。测验基站单元或便携式设备的移动WiMAX功用需求运用一台信号剖析仪,如安立公司的Signature MS2781B高功用信号剖析仪(图1)。这种仪器需求效法IEEE 802.16e基站的作业,因为剖析仪有必要能够检测和记载WiMAX体系运用的整个频率规模和悉数调制格局。

  在需求节约独立剖析仪和信号发生器占用空间的出产环境中,也能够运用实践功用相当于一台剖析仪和一台发生器的单一丈量东西,如安立公司的MS269xA系列产品。MS2690A是专门针对移动WiMAX测验的严格要求开发的,具有立异的根底频率下变频转化机制,因而不需求运用50Hz到6GHz频率规模内的预选滤波电路。MS2691A中包含有一个频率规模高达13.5GHz的预选器。

  发送器丈量

  移动WiMAX发送器需求做哪些测验呢?由WiMAX规范界说的发送器测验项目包含了最大输出功率、发送器频谱平整度、发送器相对星座差错(RCE)和差错向量起伏(EVM)、发送器功率电平操控、发射频谱按捺(针对未答应频段)、相邻信道功率比(ACPR)、杂散电平以及谐波电平。

  答应组织一般都公布针对其领域中具有特别要求的频谱按捺。有了宽带信号剖析仪后,这些WiMAX射频发送器的一切丈量项目都能够做,包含频率、功率电平、搅扰和调制质量的测验。因为WiMAX体系十分依赖于准确数字调制和解调功用,因而许多表征移动WiMAX设备发送器的丈量与调制质量有关。

  为了防止搅扰,发送信道有必要坚持在规则的频率规模内,并选用规则的功率电平。因而两个更根本的WiMAX发送器丈量与表征WiMAX设备发送信号的频率和功率有关。因为WiMAX信号选用突发办法发送信号,因而对频率精度的发送器测验要求信号剖析仪具有满足的瞬时带宽来捕捉感兴趣的悉数信号。表2给出了针对各种WiMAX作业频率规模和规范的信道带宽。

  

  表2:不同WiMAX规范的参数比较。

  频率精度丈量要求WiMAX信号在丈量之前先要解调。相关WiMAX规范要求WiMAX发送器的频率容限为设置频率的2ppm以内,这对3.5GHz WiMAX器材来说相当于7kHz。WiMAX规范对支撑Mesh网络的器材的要求略松一点,其要求为设置频率的20ppm。

  在功率方面重要的是要记住WiMAX设备是以帧的方式发送信号,信号起伏从一帧的开端到完毕是不断改动的。例如一帧的开端或前导码的功率一般要比数据部分高3dB。WiMAX规范要求根本的WiMAX功率丈量成果坐落±0.5dB的相对起伏精度内。

  在WiMAX突发信号中运用了接纳信号强度指示(RSSI),不过仅仅坐落突发信号的前导部分。因为WiMAX突发信号的杂乱性,有必要运用一台以上的一般功率计才干完成准确的功率丈量。别的,因为WiMAX信号调制带宽比较宽,因而不行能用传统的频谱剖析仪评价它们的调制质量。相反,准确的WiMAX发送器丈量应该运用可编程的信号剖析仪和运用软件。

  因为WiMAX信号的突发性,更先进的固定和移动WiMAX发送器丈量常常体现为时刻的函数。发送器质量丈量包含接纳到的时刻信号、EVM/RCE、频谱平整度、相对时刻的EVM、相邻信道的功率比(ACPR)、相邻信道的频谱平整度、功率谱密度(PSD)以及累积互补散布函数(CCDF)。

  WiMAX接纳器的测验办法与发送器测验相相似,但用了高功用信号发生器替代WiMAX体系的正常发送器。典型的WiMAX接纳器丈量包含灵敏度、最大输入电平、相邻信道和交错信道按捺、参阅时序精度、BER和用户站上行链路发送时刻盯梢精度,它与指示用户站改动时序的参阅时序精度相相似。

  

  图1:安立公司的Signature MS2781B高功用信号剖析仪。

  成果评价

  假如不能解说测验成果,即便再优异的丈量功用也没有含义。因为IEEE 802.16e-2005 OFDMA信号十分杂乱,而为了履行很多的移动WiMAX发送器丈量又需求准确的数字解调,因而很简单遗失问题或过错了解测验成果。例如界说不正确的突发数据会导致测验过程中的解调失利。

  为了尽可能进步WiMAX丈量的精度,需求重视测验细节和声波丈量操作。走运的是,高功用丈量东西供给的高等级功用和内置丈量功用能够用来完成评价全球移动和固定WiMAX发送器与接纳器所需的杂乱丈量。

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