WiMax 射频测试应用

WiMax 发射测试

功率测量

功率计测试：NRP提供了三种测量WiMax信号功率的方法

Duty cycle：已知Frame周期和Burst长度，即占空比，可用该模式测试Burst平均功率。
Scope Mode：通过测量Power Vs Time，进行门限扫描，可以得出Burst平均功率。
Burst Mode：通过功率探头的触发功能进行Burst捕获，得出Burst平均功率。

其中后两种方法不需要知道WiMax信号具体的帧结构信息。

频谱仪测试

时域测量

图3显示的是时域上对WiMax信号的Preamble功率进行测量，为了准确的得出测量结果，需要使得测量带宽覆盖WiMax信号带宽。

图3 对Wimax信号的Preamble功率进行测量(时域) 由于仪器当中使用的滤波器SF(shape factor)不一样，如果使用模拟中频滤波器，其带宽要等于5倍的信号带宽；如果使用信道滤波器，其带宽要大于信号带宽。 频域测量 首先要使Wimax信号的SF尽量接近滤波器的SF，由该组数据可看出应选择10KHz RBW ·WiMAX B3dB=1.798MHz, B60dB=2.248MHz→SF60/3=1.25 ·RBW filter 10kHz B3dB=9.91kHz, B60dB=53.45kHz→SF60/3=5.39 ·RBW filter 200kHz B3dB=196.5kHz, B60dB=1.898MHz→SF60/3=9.66 其次要选择合适的扫描时间，TSweep=NSweep points·TSignal Cyde，假设频谱仪的扫描点数为625，被测信号周期10ms，则最小扫描时间是6.25s，如果扫描时间过短，每个扫描点不能覆盖一个完整的信号周期，则不能反映其真实的频域信息。 信号幅度统计测量 Crest factor 指的是信号峰值功率与rms功率的比值。对于TDD信号而言，有两种定义：Burst CF(仅评估Burst)和Total CF(评估整个信号周期)，两者之间的关系是RTotal= RBurst+101-D，其中D为信号占空比。例如，一个WiMax信号周期10ms，burst长度2ms，Burst CF为8，则Total CF为： RTotal=8dB+101-0.2+8dB+6.3dB=14.3dB ，有两种方法可以测试crest factor。 (1)分别使用rms和peak detector扫描信号轨迹，计算差值。 图4 rms和peak detector扫描信号轨迹 如图4所示，将频谱仪设置为Power Vs Time模式，扫描周期为一个Burst长度，两条轨迹分别为max hold和average，两者之间的差值即为crest factor (2)使用频谱仪内置测量功能。 RS信号分析仪FSQ的WiMax选件中包含了Crest factor测量功能，当然我们需要进行正确的设置以保证对大量的level采样值进行评估。 Rms Level测量 该项测试中，必须保证评估时间是WiMax信号周期的整数倍，如图5左端显示。而评估时间过长或过短，则会得出图5右端错误的rms level测量结果。 图5 Rms Level测量 Peak level测量 图6 Peak Level测量 仪器会以一定的采样频率对信号进行采样，图6以正弦波为例，在采样过程中，很可能会遗漏peak点，进而造成峰值功率计算误差。为了避免这种情况的发生，一般会增加采样频率，降低采样周期，以减少遗漏peak点的可能；或者采取多次扫描测量，进行peak level的统计。在频谱仪WiMax测量选件中，可选择多个burst进行统计已达到准确的测量结果，如图7。 图7 选择多个burst进行统计 调制测量 OFDM symbol(FFT)频谱测量 在一些Wimax测试过程中，经常会出现以下情况：信号分析仪不能正确解调信号，但是有频谱输出。此时，我们可以通过观测某些符号的FFT频谱辨别信号是否有正常调制。 图8 FFI频谱测量 图8显示了一个DL burst的long preamble中第一个符号的FFT频谱，可以看出这个符号承载在50个载波上，此时的Preamble是正常的，接下来可以判断是否由于其他因素如解调设置引起的解调失败。 调制测量(OFDM) 图9 OFDM Burst的测量结果 图9 显示了一个OFDM Burst的测量结果，测试项包含了EVM，I/Q调制质量，载频误差RSSI(接收信号强度指示)，CINR(载干比)等。同时可以通过设置蓝色标记的limit值进行方便的信号评估。此外还可以显示每个Burst的星座图，以及符号的bitstream。 调制测量(OFDMA) 图10 调制测量(OFDMA) 图10分别显示了在解调OFDMA信号时各个Zone/segment，以及每个Zone对应的Burst的设置。这些设置应该和被测信号保持一致，当然在仪