RF WCDMA 基准比较测试白皮书

傅里叶变换(Discrete Fourier transform, DFT)运算。

在一个常见的测试执行架构，例如NI TestStand软件中，你可以很快地配置一个自动测试序列。NI TestStand软件不仅提供一个内置的框架用于进行序列化的测试，还可以对每个测试所花费的时间进行统计。如图3所示，即为NI TestStand 在一个自动测试序列中对测试时间统计的界面截图。

图3. NI TestStand实现了产品测试的自动化。

如图3所示，观察嵌套的For 循环当中的EVM测试相关步骤（"NI 配置EVM"，"NI 测量EVM"）。外层的For循环用于确定对一个给定的测量进行平均的次数，内层的For循环用于在同一配置下测量多次。在同一配置下得到的多个测量值，可用于进行统计分析，以确定平均值和标准差。

配置RF仪器

在进行仪器基准测试时，需要将每个仪器都调整至最快的速度，这一点非常重要。对于传统仪器来说，若要达到最快的速度，需要使用板载的平均函数而不是对每一个测量值手动的进行平均运算。此外，在测试运行时，应将前面板的显示关闭。最后，选择高效的仪器控制总线也非常重要。因为这种测试所产生的数据块较小，所选的数据总线必须有较小的延迟。因此，我们选择经由LAN的GPIB总线，以保证延迟最小。事实上，作为一个通常的准则，当不使用或者较少使用平均运算时，延迟对于测量的影响较为显著。

为了对RF矢量信号分析仪的测量速度进行基准测试，需要使用一个RF矢量信号发生器为其提供信号源，进行回环测试。为了评价PXIe-5663 VSA的性能，可以使用最新的PXIe-5667 6.6 GHz RF矢量信号发生器来生成源信号。此源信号符合WCDMA标准，以1.95GHz作为中心频率。将RF输出的功率设定为-10 dBm，并将信号发生器的输出端口和分析仪的输入端口直接连线。图4中展示了硬件的配置。

图4. 直接连接VSA和VSG。

虽然使用一个实际的仪器作为待测单元(Device under test, DUT) 比较适用于特性测试（例如可重复性测试），但是回环测试的好处是，可以展示仪器的测量性能。

测量时间统计

按照上述的各项配置，观察各项测量的测量时间（以秒为单位）。 请注意，表2中的测量所使用的平均的次数是按照设计验证时所常用的次数来确定。在下文中，你可以了解到更多有关平均的次数和测量重复性之间关系。

各种测量应用的典型测量时间

表2. 传统仪器和PXI仪器的WCDMA测量时间。

如表2所示，无论使用嵌入式控制器还是机架式控制器，PXIe-5663 RF矢量信号分析仪均可实现远超传统仪器的测量速度。此外，可以看到处理器的速度对整个测量时间的影响。其中，NI PXIe-8130嵌入式控制器使用AMD Turon X2 2.3 GHz CPU，NI PXIe-8106 使用一个2.16 GHz Intel Core 2 Duo CPU，四核控制器NI 8353 1U机架式控制器则使用两个2.4 GHz Core 2 Duo CPU。由于CPU的性能直接决定测量的速度，四核控制器能够比最快的双核控制器实现的测量速度还要快。图5所示为以百分比的形式，与传统仪器相比所实现的整体的测量时间的缩减。

图5. 与传统仪器相比，NI 8353 1U控制器可以缩减83%的测量时间。

对于多数的WCDMA物理层测量来说，测量值的处理时间对整体的测量时间影响最大。对于这些测量来说，整体的测量时间通常与进行平均的次数有关。但也有一个例外，就是需要特别大的数据采集量的CCDF测量。在这种情况下，处理器的性能对于整体的测量时间影响较小。图6所示即为CCDF测量，可以看到PXI测量系统比传统仪器略快一些。

图6. 平均运算的次数对于CCDF测量时间影响较小。

为了更加全面准确地观察PXI仪器所带来的性能提升，所进行的这些测量需要进行若干次。下面所示的所有数据是在每一种配置下进行10次测量后的均值。如图6中所示，若使用基于PXI的测量系统（而不是传统仪器），CCDF测量时间可以减少33%。此处，你可以看到NI 8353 四核机架式控制器可以达到最高的测量速度。

对于处理器密集型的物理层测量来说，选择不同的处理器对总体的测量时间影响很大。在图7至9中，可以看到传统仪器和PXI仪器在测量时间和平均次数之间的关系。

图7. 在处理器密集型的测量中，PXI仪器可以体现最大的速度优势。

对于诸如EVM测量这样的处理器密集型应用来说，选择不同的处理器对总体的测量时间影响很大。例如，一个EVM测量如果设定为对五个点进行平均值运算，若使用PXIe-8130嵌入式双核控制器需要342毫秒，若使用NI 8353四核控制器则所需时间缩减33%，只需要228毫秒。在相邻通道泄漏比率(Adjacent channel leakage ratio, ACLR)测量中也可看到类似的结果，如图8所示。

图8. 在ACLR测量中，测量