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破解WiMAX物理層測試瓶頸

發(fā)布時間:2022-12-31 文章來源:深度系統(tǒng)下載 瀏覽:

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是從1990年代中期發(fā)展起來的新技術(shù),它把互聯(lián)網(wǎng)上分散的資源融為有機整體,實現(xiàn)資源的全面共享和有機協(xié)作,使人們能夠透明地使用資源的整體能力并按需獲取信息。資源包括高性能計算機、存儲資源、數(shù)據(jù)資源、信息資源、知識資源、專家資源、大型數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)、傳感器等。 當(dāng)前的互聯(lián)網(wǎng)只限于信息共享,網(wǎng)絡(luò)則被認(rèn)為是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的第三階段。

WiMax技術(shù)的發(fā)展對WiMax物理層測試所對應(yīng)的接收和發(fā)射測試也提出了更高要求,R&S對此提供了有針對性的測試解決方案。

WiMAX全稱為World Interoperability for Microwave Access,它是一種無線城域網(wǎng)技術(shù)(WMAN),一個基站就可為3到10公里半徑范圍內(nèi)的多個固定用戶提供最大100Mbps的下行數(shù)據(jù)傳輸速率,以及為3公里半徑范圍內(nèi)的多個移動用戶提供最大15Mbps的下行數(shù)據(jù)傳輸速率。WiMAX目前主要有兩種國際標(biāo)準(zhǔn),它們分別是IEEE802.16-2004和IEEE802.16e-2005。IEEE802.16-2004是對802.16a和802.16d的修訂,主要用于固定寬帶無線接入,包含OFDM和OFDMA技術(shù);IEEE802.16e-2005標(biāo)準(zhǔn)是IEEE802.16-2004標(biāo)準(zhǔn)的擴展,它增加了對移動寬帶數(shù)據(jù)接入的支持。

物理層測試

在WiMAX的技術(shù)中,主要采用OFDM技術(shù)作為非視距連接(NLOS)的信號傳輸方式。眾所周知,OFDM信號由一些正交的載波構(gòu)成,每個載波上均進行數(shù)字調(diào)制,與相同數(shù)據(jù)速率的單載波技術(shù)相比,OFDM信號具有更長的符號周期,所以,該技術(shù)具有很強的抗多徑衰落的性能。此外,在載波上應(yīng)用的調(diào)制方式是BPSK、QPSK、16QAM和64QAM,各種調(diào)制根據(jù)傳輸速率的要求自適應(yīng)切換。和無線局域網(wǎng)WLan相比,WiMAX信號帶寬不固定,可以從1.25MHz變化到28MHz。在IEEE802.16-2004中,有OFDM和OFDMA兩種模式,在OFDM模式中,具有200個子載波,并可按TDD或FDD方式工作;在OFDMA模式中,子載波數(shù)目可變,并為每個用戶分配載波組(子信道)來傳輸該用戶數(shù)據(jù),載波數(shù)目大大增加。IEEE802.16e-2005支持移動或者漫游寬帶數(shù)據(jù)接入。韓國標(biāo)準(zhǔn)WiBro是一種特殊的802.16e技術(shù)。

對于WiMAX設(shè)備而言,物理層測試(RF測試)是保證其具有良好質(zhì)量和正常工作的必需手段。測試主要分為接收機測試和發(fā)射機測試;除此之外,放大器和其他器件均需要類似的測試過程。R&S公司根據(jù)WiMAX測試的需要,推出了相應(yīng)的WiMAX信號產(chǎn)生和信號分析的設(shè)備,能對接收和發(fā)射部分進行完備的測試,以對WiMAX設(shè)備進行全面的評估。

接收機測試

R&S公司的數(shù)字信號源SMU,SMJ,和SMATE配合相應(yīng)WiMAX選件SMx-K49可以支持各類WiMAX信號的產(chǎn)生,包括信號幀內(nèi)容配置,信道編碼等。利用該設(shè)備,可以生成所需WiMAX信號進行接收機的測試。

WiMAX信號產(chǎn)生

在SMU中,可以完成IEEE802.16-2004,IEEE802.16e-2005和WiBro信號的生成。在信號生成過程中,根據(jù)測試的要求,對信號各項重要的參數(shù)進行設(shè)置。如物理層模式(OFDM/OFDMA),雙工方式(TDD/FDD),上下行,幀結(jié)構(gòu),Zone/Segment,信號帶寬,調(diào)制方式,burst類型,數(shù)據(jù)長度,子信道等。

其中,WiMAX信號生成具有以下特點:OFDMA模式中,支持多達(dá)8個Zone,每個Zone可以單獨進行配置,其類型可以設(shè)置為FUSC、PUSC、AMC2×3和Sounding。OFDMA模式中,Burst信道編碼支持CC和CTC。

支持空時編碼,可以選擇MatrixA或MatrixB,再配合SMU雙通道的設(shè)計概念,可以非常方便地產(chǎn)生經(jīng)過衰落的發(fā)射分集的兩路信號。

衰落模擬

為了測試WiMAX接收機的性能,尤其是802.16e,衰落環(huán)境下的測試顯得尤為重要。SMU200A內(nèi)置了衰落模擬器,可以模擬單通道40徑或者雙通道20徑的衰落環(huán)境,每個路徑均可進行相應(yīng)參數(shù)的設(shè)置,如損耗、延時、移動速度、多普勒頻移等。目前,SUI(Stanford University Interim)模型(SUI1-SUI6)可以用來進行相關(guān)的WiMAX衰落測試,在SMU200A的衰落模擬器中,預(yù)定義了SUI模型,用戶可直接調(diào)用。

MIMO

MIMO(Multiple Input Multiple Output)技術(shù)通過天線系統(tǒng)實現(xiàn)空間復(fù)用來增加帶寬利用的效率,在新的高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用,如802.11n,LTE,WiMAX等,因此,對于WiMAX的測試,MIMO是必不可少的部分。

SMU200A具有雙通道的設(shè)計概念,在每個通道都能夠獨立產(chǎn)生所需WiMAX信號;在具體的WiMAX信號配置中,支持相應(yīng)的空時編碼,以區(qū)分不同天線的信號;此外,SMU200A的衰落模擬器可以分別工作在兩個通道,兩個衰落通道可以設(shè)置其相關(guān)性。因此,SMU200A可以完全支持用于發(fā)射分集(2×1)和接收分集(1×2)的測試。對于2×2的MIMO或者多于2×2的MIMO,例如beamforming,R&S公司將會在近期推出基于SMU200A的實現(xiàn)方案,因此,SMU200A會支持WiMAX中全面的MIMO測試。

發(fā)射機測試

R&S公司的信號分析儀FSQ配合相應(yīng)的WiMAX選件FSQ-K93可以進行各類WiMAX信號的分析,包括頻域特性,時域特性和調(diào)制質(zhì)量。利用該設(shè)備,可以進行完備的WiMAX發(fā)射機測試。在FSQ中,對WiMAX信號的分析結(jié)果以數(shù)值列表方式顯示。

在數(shù)值列表中,包括了EVM、IQ不理想性、頻域和時域功率、符號時鐘誤差、頻率誤差、CINR、RSSI、Crest Factor和導(dǎo)頻BER等參數(shù)測試結(jié)果。此外,F(xiàn)SQ還提供了眾多分析參數(shù)的圖形結(jié)果顯示,包括了:EVM對應(yīng)于符號和載波的變化,相位頻率誤差對應(yīng)于Preamble的變化,頻譜平坦度,群延時,星座圖,bit流,Burst統(tǒng)計信息,頻譜發(fā)射模板(IEEE,ETSI),鄰信道功率和CCDF等。

此外,F(xiàn)SQ還具有以下特點:對于802.16e-2005的OFDMA信號,F(xiàn)SQ支持自動解調(diào),即FSQ可以自動分析信號中所包含的MapBurst的信息,從而無需手動配置所分析信號的幀內(nèi)容而自動獲得解調(diào)分析結(jié)果。FSQ可以從信號源(例如SMU200A)通過LAN自動加載WiMAX信號的配置文件,從而使得分析過程變得更為簡單,尤其適用于放大器等器件的測試。并且,R&S將于近期推出針對MIMO測試的信號分析方案,甚至包括了相位相干的多通道分析功能?梢姡盘柗治鰞xFSQ可以對各類WiMAX信號進行分析,從而對WiMAX發(fā)射機的質(zhì)量作出全面的評估。

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本文章關(guān)鍵詞: WiMAX 物理層 MIMO 發(fā)射機 測試