隨著支持IEEE 802.16e移動WiMax規(guī)范的WiMax芯片數(shù)目不斷增多,移動WiMax部署“行情”見漲。據(jù)Juniper Research公司預(yù)測,面向這一新興的高速移動無線標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備,包括基站和客戶端設(shè)備,在2012年的市場規(guī)模將達(dá)到25.3億美元。這家市場研究公司還預(yù)計,到了那個時候,移動WiMax的用戶數(shù)量將從2007年的170萬躍增到2,130萬。
“有相當(dāng)多的人對移動WiMax感興趣,而且這個數(shù)字還在持續(xù)增長。雖然大批客戶目前還尚未行動,但他們都很有興趣去了解移動WiMAX,并希望自己擁有能夠用來進(jìn)行WiMax測試的工具?！卑步輦惞拘袠I(yè)營銷工程師Jennifer Stark表示。
在產(chǎn)品從研發(fā)、設(shè)計驗證、制造、安裝和維護(hù)的不同階段,移動WiMax測試解決方案的范圍已擴(kuò)展到了協(xié)議和無線電一致性測試、互操作性測試及規(guī)范測試。測試裝置的能力包括支持物理層信號產(chǎn)生、對Wave 2系統(tǒng)協(xié)議和4x4多輸入多輸出(MIMO)多天線技術(shù)的分析。
網(wǎng)絡(luò)和物理層的基本測量,是被稱為誤差矢量幅度(EVM)的簡單調(diào)制與解調(diào)精度測試,以及功率級測試,Keithley Instruments公司全球銷售業(yè)務(wù)經(jīng)理Walt Strickler提到。他表示,當(dāng)調(diào)制變得更加復(fù)雜時,EVM測量的復(fù)雜度隨之增加,雖然這時名字變成了相對星座誤差(Relative Constellation Error),但基本概念是一樣的。
Strickler補(bǔ)充道:“在調(diào)制測試中,根據(jù)當(dāng)前是在進(jìn)行研發(fā)還是制造,你可以從不同方面進(jìn)行觀察,以獲得更多的細(xì)節(jié)信息。由于WiMax尚在進(jìn)一步成熟完善當(dāng)中,許多研發(fā)測試仍然在制造階段完成?！?
一般常進(jìn)行的WiMax測試包括待測器件(DUT) RX/TX測試、靈敏度、強(qiáng)信號級別、相鄰信道和相隔信道抑制、輸出功率、副載波平坦度、RCE、載波饋通、頻率偏移和頻譜屏蔽。附加的MIMO測試包括:端口隔離、交叉相關(guān)和信道條件數(shù)量。
WiMax論壇已經(jīng)建立了一個認(rèn)證計劃,以確保所有獲認(rèn)證器件與不同供應(yīng)商提供的器件之間具有互操作性。Stark介紹,WiMax論壇認(rèn)證計劃中的一致性測試分為三個部分,分別是:無線電一致性測試、協(xié)議一致性測試(PCT)和互操作性測試。
“所有這些測試的目的都是讓你的產(chǎn)品獲得WiMax論壇認(rèn)證?！彼硎?。不過,WiMax論壇不認(rèn)證測試設(shè)備和芯片組；只有終端用戶移動臺和基站才需要經(jīng)歷所有認(rèn)證步驟。盡管如此,WiMax論壇仍希望對將用于終端產(chǎn)品的所有組件進(jìn)行性能檢測。
圖1:安捷倫E6651A 移動 WiMax測試儀把基站仿真、參數(shù)測試以及易于使用的Windows XP用戶界面整合在一個集成單元中。
Wave 2, 4x4 MIMO支持
MIMO技術(shù)在RF通信設(shè)備中使用多個射頻來發(fā)射和接收數(shù)據(jù),并且能夠提供更高的數(shù)據(jù)率和更有效的帶寬。“所有的‘buzz’噪聲都在Wave 2 WiMax中,它是一種MIMO 2x2方案,帶有兩個發(fā)射器和兩個接收器?！盨trickler解釋道,“Wave 2只有2x2的唯一原因就是它很難被擴(kuò)大。”
但是目前Keithley已經(jīng)推出了一種4x4 MIMO RF測試系統(tǒng),用于下一代RF通信設(shè)備及器件的研發(fā)和制造測試。該測試系統(tǒng)包含了Model 2920矢量信號發(fā)生器(VSG)、Model 2820矢量信號分析儀(VSA)、Model 2895 MIMO同步單元和MIMO信號分析軟件。
根據(jù)Keithley的介紹,目前業(yè)界尚無其它MIMO測試系統(tǒng)可以支持4x4 MIMO應(yīng)用和各種商業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(包括蜂窩、WiMax和WLAN),并提供±1ns信號采樣同步、<1ns的峰-峰信號采樣抖動,以及<1°的峰-峰射頻載波相位抖動。
LitePoint公司則發(fā)布了IQmax MIMO測試系統(tǒng),瞄準(zhǔn)帶有Wave 2功能性的WiMax設(shè)備。IQmax MIMO解決方案結(jié)合了多個IQmax-500硬件單元和最新版本的IQsignal軟件。二者都已更新以滿足新的MIMO要求。
該方案的基本系統(tǒng)雖然只有一對IQmax-500、一個新的同步單元和IQsignal,只能創(chuàng)建2x2結(jié)構(gòu),但它可以通過再增添兩個IQmax-500進(jìn)行擴(kuò)展,實現(xiàn)4 x4結(jié)構(gòu)。
LitePoint還為WiMax軟件提供IQwave。IQwave可與IQmax結(jié)合使用,產(chǎn)生任意WiMax波形,在裝載入IQmax的VSG之后產(chǎn)生實際的基帶或RF信號。IQwave能夠為SISO和MIMO測試產(chǎn)生固定或移動WiMax波形。
安捷倫已經(jīng)在其VSA、Signal Studio和Mobile WiMax Test Set測量解決方案中增加了對MIMO 和Wave 2的測試支持,以便于測試WiMax論壇的Wave 2系統(tǒng)協(xié)議。89601A VSA和N7615B Signal Studio測量產(chǎn)品具有多種測試能力,可支持Wave 2系統(tǒng)協(xié)議的物理層信號產(chǎn)生和分析,為工程師進(jìn)行移動WiMAX的信號分析、信號產(chǎn)生和端到端功能測試提供了所需的工具。其提供的具體功能包括:下行鏈路所需的matrix A和matrix B信號、上行協(xié)同MIMO,以及HARQ bursts和上行試探區(qū)帶(sounding zone)的創(chuàng)建。
圖2:Keithley的MIMO射頻測試系統(tǒng)能夠根據(jù)信號要求(包括802.16e Wave 2 Mobile WiMax)進(jìn)行MIMO天線測試。
單盒裝測試方案
還有少數(shù)測試供應(yīng)商在提供單盒裝(one-box)測試方案。這種方案一般包含一個源(或信號發(fā)生器)、一個分析儀,以及進(jìn)行移動WiMax設(shè)備或模塊測試的軟件。例如,安捷倫就推出了一款無線網(wǎng)絡(luò)綜合測試儀和OFDMA測量應(yīng)用軟件,可為移動WiMAX提供一個完整的單盒裝發(fā)射器和接收器測試解決方案。該工具專門為采用IEEE 802.16e-2005標(biāo)準(zhǔn)的WiMax移動用戶設(shè)備或模塊的測試而設(shè)計。N8300A單盒裝WiMax參數(shù)測試儀提供一種符合標(biāo)準(zhǔn)的802.16e-2005物理層測試工具。而N6301A測量應(yīng)用軟件則可以對移動WiMAX信號進(jìn)行分析。
N8300A架構(gòu)集成了安捷倫的矢量信號分析儀(VSA)和矢量信號發(fā)生器(VSG)硬件,具有前置面板圖形用戶界面和SCPI指令集。據(jù)安捷倫介紹,用戶可以充分利用WiMAX研發(fā)測試工具中的測量算法和軟件,快速實現(xiàn)測試開發(fā),并在整個產(chǎn)品生命周期內(nèi)進(jìn)行測量跟蹤。
LitePoint則推出了IQmax-100單盒裝制造測試解決方案。該系統(tǒng)集成了VSA和VSG資源,能提供固定和移動WiMax物理層參數(shù)的測試結(jié)果,包括供產(chǎn)品開發(fā)、批量制造和品質(zhì)保證的所有帶寬和數(shù)據(jù)率選項。這種軟件可升級的測試儀旨在支持未來的WiMax實現(xiàn)方案,包括波束賦形和MIMO。它還支持可選的Wi-Fi和藍(lán)牙功能,可測試任何WiMax、Wi-Fi,、藍(lán)牙或組合產(chǎn)品。
與芯片制造商合作
測試廠商正在積極與芯片制造商合作,以創(chuàng)建并集成測試解決方案。比如,安捷倫最近與富士通微電子亞太有限公司合作,把安捷倫的測試儀整合到富士通的移動WiMax芯片組測試解決方案中,實現(xiàn)了兩家公司所宣稱的目前業(yè)界最高的測量吞吐量。安捷倫MXZ-1000是一種用于大批量制造的最優(yōu)化交鑰匙解決方案,且現(xiàn)在增加了富士通芯片組庫文件。該系統(tǒng)中還包含了安捷倫E6651A移動WiMAX綜合測試儀,設(shè)備開發(fā)廠商和測試實驗室可以利用它來運(yùn)行已經(jīng)過驗證的協(xié)議測試案例,從而驗證其實現(xiàn)方案是否符合WiMAX IEEE標(biāo)準(zhǔn)。
安捷倫還和GCT半導(dǎo)體公司聯(lián)手,雙方計劃針對GCT的WiMAX芯片組開發(fā)一套制造測試系統(tǒng)。安捷倫將借助其E6651A移動WiMAX測試儀和MXZ-1000 WiMAX制造測試系統(tǒng)對GCT芯片組提供支持。最初得到支持的GCT芯片組將是2.3GHz的Wave 1移動WiMAX產(chǎn)品,其中包括GDM-7201S基帶和GRF7201射頻芯片。接下來,GCT將大規(guī)模部署其2.5GHz的Wave 2芯片組。
安捷倫移動WiMAX測試儀帶有無線測試管理軟件和自動化軟件包,可用于校準(zhǔn)和驗證基于GCT設(shè)備的性能,并測試其各種功能,如網(wǎng)絡(luò)接入。MXZ-1000 WiMAX制造測試系統(tǒng)經(jīng)過優(yōu)化,可直接控制GCT芯片組。
安捷倫最近還宣布與Sequans Communications進(jìn)一步合作,進(jìn)行Wave 2移動WiMAX移動臺(MS)和基站(BS)協(xié)議測試。安捷倫把PCT視為確保器件高度互操作性的WiMax認(rèn)證流程的重要部分。
安捷倫 N6430A WiMAX協(xié)議一致性測試和開發(fā)解決方案以安捷倫E6651A移動WiMAX綜合測試儀為基礎(chǔ),目前正在WiMAX論壇測試實驗室使用基于Sequans移動WiMAX芯片的移動終端機(jī)來進(jìn)行先期驗證測試。安捷倫 E6651A是用于特性、校準(zhǔn)和驗證工作的全套RF測量方案。Sequans針對WiMax移動臺最新推出的SQN1130 Wave 2-ready MIMO芯片,據(jù)稱可提供高于30Mbps的吞吐量,且耗電量低于280mW。
當(dāng)配備有PCT能力時,安捷倫的E6651A移動WiMax測試儀可讓設(shè)備開發(fā)商和測試公司運(yùn)行已經(jīng)過驗證的協(xié)議測試案例,來驗證自己的實現(xiàn)方案是否符合WiMax標(biāo)準(zhǔn)。
與此同時,LitePoint的IQfact單盒裝測試軟件現(xiàn)在可以處理基于Sequans公司W(wǎng)iMax芯片組的產(chǎn)品,為研發(fā)和制造應(yīng)用提供交鑰匙測試方案。
該軟件包可運(yùn)行在IQmax-500研發(fā)和IQmax-100 WiMax制造單盒裝解決方案上。第一版IQfact支持基于Sequans SQN1110移動WiMax芯片的產(chǎn)品,該軟件之后將繼續(xù)升級以支持其它Sequans固定和移動芯片。
作者:羅吉娜
（電子工程專輯）
