射頻測試的趨勢
發布時間:2009-05-06 來源:今日電子
中心議題:
頻譜趨勢
無線通信的市場需求持續加速,同時伴隨著向數據應用的轉移,比如短信息、網絡瀏覽和GPS等deng應ying用yong。這zhe些xie應ying用yong需xu要yao更geng高gao的de數shu據ju傳chuan輸shu率lv來lai實shi現xian更geng佳jia的de用yong戶hu體ti驗yan,這zhe需xu要yao在zai有you限xian的de頻pin譜pu上shang采cai用yong新xin的de傳chuan輸shu方fang式shi。一yi些xie相xiang當dang有you效xiao率lv的de調tiao製zhi方fang式shi和he數shu字zi編bian碼ma算suan法fa得de到dao了le采cai用yong,與yu此ci對dui應ying的de是shi不bu斷duan提ti升sheng的de信xin號hao帶dai寬kuan——從上世紀90 年代的300kHz 增長到了今天的40MHz。
通信技術的趨勢
也許日前無線通信技術最顯著的趨勢就是從單輸入單輸出(SISO)架構到複雜的多輸入多輸出(MIMO)架構的轉變。現今的無線電設備多采用單發射機和單接收機的SISO架構,信息在一個時間段采用單種數字符號在單一信道進行傳輸。比如在目前的Wi-Fi係xi統tong中zhong,在zai一yi個ge時shi間jian點dian隻zhi采cai用yong一yi個ge天tian線xian發fa射she或huo接jie收shou一yi個ge射she頻pin信xin號hao。采cai用yong此ci方fang式shi,天tian線xian經jing常chang需xu要yao切qie換huan到dao最zui好hao的de信xin號hao路lu徑jing,但dan每mei個ge天tian線xian在zai一yi個ge時shi間jian段duan隻zhi能neng接jie收shou一yi個ge頻pin段duan的de一yi個ge數shu據ju流liu。從congSISO到MIMO的轉移允許在多載波上同時傳輸上百種符號。MIMO采(cai)用(yong)多(duo)載(zai)波(bo)射(she)頻(pin)信(xin)號(hao)來(lai)傳(chuan)輸(shu)更(geng)多(duo)信(xin)息(xi),並(bing)在(zai)同(tong)一(yi)頻(pin)段(duan)上(shang)傳(chuan)輸(shu)所(suo)有(you)信(xin)號(hao),在(zai)占(zhan)用(yong)相(xiang)同(tong)帶(dai)寬(kuan)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)大(da)大(da)改(gai)善(shan)了(le)頻(pin)譜(pu)效(xiao)率(lv)。這(zhe)一(yi)改(gai)變(bian)是(shi)由(you)消(xiao)費(fei)者(zhe)對(dui)移(yi)動(dong)電(dian)話(hua)服(fu)務(wu)不(bu)斷(duan)增(zeng)加(jia)的(de)需(xu)求(qiu)和(he)數(shu)字(zi)信(xin)號(hao)處(chu)理(li)器(qi)(DSP)價格的不斷下降所驅動的,結果是帶來了高帶寬的無線通信係統。MIMO技術目前可以在廣泛的商用無線通信設備上得以采用,比如移動電話、PDA和筆記本電腦。直接結果是為那些消費設備帶來更高的數據傳輸率。
測試的趨勢和挑戰
MIMO采用多信號傳輸和接收將頻譜效率帶到了一個新的水平,然而,更高的頻譜效率意味著更複雜的係統。比如說WiMAX係統,采用了正交頻分複用(OFDM)來實現多種符號的並行傳輸。從SISO到MIMO的轉變讓測試工程師麵臨許多值得注意的新挑戰。複雜的MIMO 和OFDM帶來的第一個挑戰是測試儀器可以支持的空間流(spatial streams)的數量。比如說,WLAN和LTE都支持四路空間流,而目前的WiMAX 使用Matr ix A 和Matrix Blianglukongjianliu。jieshoujiceshidetiaozhanshijianghunhezaiyiqidexinhaofenjiechengduoludedanduxinhaohuomaliu。raner,zuidadetiaozhanhaishitongbu。chuanshuduoluxinhaoxuyaozaiduogexindaozhijianshixianxiangweihecaiyangduizhun(sampling alignment)的精確同步。這意味著信號分析儀和信號發生器必須進行精確的同步,來實現精確的和可重複的測量。
在MIMO的發射機中RF載波的相位也需要得到控製。這允許天線波束調整到不同的方向。 通過將天線波束調整到兩個不同的方向,通信效率可以得到較大的提升。今天,多數儀器平台都被設計為SISO應用,不能方便的調節RF載波的相位。即使那些具備MIMO測試能力的儀器也需要說明RF載波必須處於穩定(比如,RF 載波間具有低的抖動)並具有可調整的幅度。然而,對於下一代測試儀器來說,精確的相位控製是必須的。另一個測試儀器的挑戰是帶寬(BW),MIMO信號特別需要測試儀器具有寬的BW。比如說,WiMAX和LTE目前具備20MHz的BW要求,而WLAN802.11n需要40MHz的BW。
zaijintiandewuxianshebeizhongyuelaiyueduoyangdeyidongtongxinbiaozhundedaocaiyong,huozhezhizaoshangkenenghuicaiyongbutongdebiaozhunshengchangezhongshebei。yinci,ceshiyiqixuyaoshiyongduozhongzhuliudeyidongtongxinbiaozhun(如GSM、GPRS、EDGE、WCDMA、CDMAOne 和CDMA2000等)。測試儀器必須有能力對每個標準做出精確的測量,比如需要保證較小的誤差向量幅度即EVM(EVM在EDGE係統中相當重要)。而因為新的移動通信標準被製造商采用,測試儀器也麵臨更新的問題。理想來說,製造商希望能用最簡單和成本最低的方式(比如僅改變軟件)來更新測試儀器,以應對新的移動通信和調製標準。
產業對於成本敏感的需求
如ru今jin的de無wu線xian設she備bei變bian得de越yue來lai越yue複fu雜za,競jing爭zheng壓ya力li日ri趨qu增zeng大da,利li潤run率lv被bei壓ya的de很hen低di。同tong時shi,測ce試shi越yue來lai越yue難nan,單dan位wei成cheng本ben麵mian臨lin增zeng大da的de壓ya力li。麵mian對dui縮suo小xiao的de利li潤run,製zhi造zao商shang想xiang盡jin一yi切qie辦ban法fa來lai降jiang低di成cheng本ben,這zhe就jiu包bao括kuo降jiang低di測ce試shi儀yi器qi以yi及ji測ce試shi的de成cheng本ben。這zhe不bu僅jin體ti現xian在zai生sheng產chan過guo程cheng中zhong,同tong樣yang體ti現xian在zai研yan發fa過guo程cheng中zhong,在zai這zhe兩liang種zhong環huan境jing下xia,對dui於yu更geng多duo功gong能neng、更高吞吐量和更簡單操作的測試設備需求越來越強烈。對於多空間流的WLAN、LTE和WiMAX係統的測試,首要目標就是在不犧牲性能的前提下保持每信道流測試成本的降低。然而,測試儀器的成本,特別是在WiMAX係統中,往往會成倍的增加。比如,為了得到N輸入和M輸出,每個輸入-shuchuxuyaoyigedulidefashejiheyigejieshouji,huozheshuoyigexinhaofashengqiheyigexinhaofenxiyi。gengjiaxianjindeceshiyiqideshejikaolvleyishangsuotandaodezhexieyinsu。biru,jishili(Keithley)公司的下一代MIMO 測試平台讓增加對新信號標準和MIMO選項的測試更加簡單和便宜。該平台包括吉時利公司的2920射頻矢量信號發生器、2820矢量信號分析儀、2895 MIMO同步單元和SignalMeister波形生成軟件。該平台支持最大8 ×8 MIMO 係統測量,這種MIMO係統應用在目前商用的8 02 . 1 1n Wi-F i、8 02 . 1 6 e 移動WiMAX Wave 2 和未來的4G 標準LTE(長期演進)和UMB(超移動寬帶)上。
這些測試能力得益於目前產業的創新,比如,基於DSP的軟件無線電(SDR)架構的快速采用改變了測試需求。基於SDR的儀器可以生成或調製幾乎是任何信號(目前可以達到40MHz的調製帶寬),而隻需要進行軟件的更新。這讓測試儀器使用壽命大大增長,因為更新測試係統更加簡單。DSP技術還提供了突出的性能,包括極低EVM(典型值小於0.5%)的EDGE信號的生成。這實現了精確的、可重複的信號,降低了測量誤差。同樣的,基於DSP的信號分析儀可以在每個通道和每個符號基礎上測量低水平的EVM。
DSP jishutongyangtigonglegaodetuntuliang,tayunxukuaisutiaoxie,keyizaidiyuyihaomiaoshijianneizaidabufenpinduanqiehuanpinlv。tongyangde,butongfuduxinhaodejianlishijianyezhixuyaojigehaomiao。yigeDSP平台配置了一個大量的相應波型的存儲記錄,這讓用戶可以在存儲器中記錄大量的波型來實現立即調用。
通過將這些技術最有成本效益的結合在一起,下一代RFceshiyiqirangshebeizhizaoshangnenggouchixujiangdizongticeshichengben。tamenkeyizhixinggengduogengkuaideceshi,suoduanchanpinshangshishijian,tongshibaozhengchanpinnengdadaoguanjiandexingnengcanshuyaoqiu。
去焊接工藝與測試社區看看
- 無線通信技術由語音到數據的快速轉移對測試係統提出新挑戰
- 這些挑戰包括頻譜更寬(40MHz),多入多出技術的采用,以及多個通信標準的並存等
- 產業對於測試成本也越來越敏感
- 吉時利的下一代MIMO 測試平台讓增加對新信號標準和MIMO選項的測試更加簡單和便宜
- 該平台包括射頻矢量信號發生器、矢量信號分析儀、MIMO同步單元和SignalMeister波形生成軟件
- 這些測試能力得益於產業的創新,比如,基於DSP的軟件無線電架構的快速采用改變了測試需求
- 基於SDR的儀器可生成或調製幾乎任何信號,而隻需要進行軟件更新。這讓測試儀器使用壽命增長
- DSP技術還提供了突出的性能,包括極低EVM(典型值小於0.5%)的EDGE信號的生成
- 基於DSP的信號分析儀可以在每個通道和每個符號基礎上測量低水平的EVM
- DSP 技術同樣提供了高的吞吐量,它允許快速調諧
頻譜趨勢
無線通信的市場需求持續加速,同時伴隨著向數據應用的轉移,比如短信息、網絡瀏覽和GPS等deng應ying用yong。這zhe些xie應ying用yong需xu要yao更geng高gao的de數shu據ju傳chuan輸shu率lv來lai實shi現xian更geng佳jia的de用yong戶hu體ti驗yan,這zhe需xu要yao在zai有you限xian的de頻pin譜pu上shang采cai用yong新xin的de傳chuan輸shu方fang式shi。一yi些xie相xiang當dang有you效xiao率lv的de調tiao製zhi方fang式shi和he數shu字zi編bian碼ma算suan法fa得de到dao了le采cai用yong,與yu此ci對dui應ying的de是shi不bu斷duan提ti升sheng的de信xin號hao帶dai寬kuan——從上世紀90 年代的300kHz 增長到了今天的40MHz。
通信技術的趨勢
也許日前無線通信技術最顯著的趨勢就是從單輸入單輸出(SISO)架構到複雜的多輸入多輸出(MIMO)架構的轉變。現今的無線電設備多采用單發射機和單接收機的SISO架構,信息在一個時間段采用單種數字符號在單一信道進行傳輸。比如在目前的Wi-Fi係xi統tong中zhong,在zai一yi個ge時shi間jian點dian隻zhi采cai用yong一yi個ge天tian線xian發fa射she或huo接jie收shou一yi個ge射she頻pin信xin號hao。采cai用yong此ci方fang式shi,天tian線xian經jing常chang需xu要yao切qie換huan到dao最zui好hao的de信xin號hao路lu徑jing,但dan每mei個ge天tian線xian在zai一yi個ge時shi間jian段duan隻zhi能neng接jie收shou一yi個ge頻pin段duan的de一yi個ge數shu據ju流liu。從congSISO到MIMO的轉移允許在多載波上同時傳輸上百種符號。MIMO采(cai)用(yong)多(duo)載(zai)波(bo)射(she)頻(pin)信(xin)號(hao)來(lai)傳(chuan)輸(shu)更(geng)多(duo)信(xin)息(xi),並(bing)在(zai)同(tong)一(yi)頻(pin)段(duan)上(shang)傳(chuan)輸(shu)所(suo)有(you)信(xin)號(hao),在(zai)占(zhan)用(yong)相(xiang)同(tong)帶(dai)寬(kuan)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)大(da)大(da)改(gai)善(shan)了(le)頻(pin)譜(pu)效(xiao)率(lv)。這(zhe)一(yi)改(gai)變(bian)是(shi)由(you)消(xiao)費(fei)者(zhe)對(dui)移(yi)動(dong)電(dian)話(hua)服(fu)務(wu)不(bu)斷(duan)增(zeng)加(jia)的(de)需(xu)求(qiu)和(he)數(shu)字(zi)信(xin)號(hao)處(chu)理(li)器(qi)(DSP)價格的不斷下降所驅動的,結果是帶來了高帶寬的無線通信係統。MIMO技術目前可以在廣泛的商用無線通信設備上得以采用,比如移動電話、PDA和筆記本電腦。直接結果是為那些消費設備帶來更高的數據傳輸率。
測試的趨勢和挑戰
MIMO采用多信號傳輸和接收將頻譜效率帶到了一個新的水平,然而,更高的頻譜效率意味著更複雜的係統。比如說WiMAX係統,采用了正交頻分複用(OFDM)來實現多種符號的並行傳輸。從SISO到MIMO的轉變讓測試工程師麵臨許多值得注意的新挑戰。複雜的MIMO 和OFDM帶來的第一個挑戰是測試儀器可以支持的空間流(spatial streams)的數量。比如說,WLAN和LTE都支持四路空間流,而目前的WiMAX 使用Matr ix A 和Matrix Blianglukongjianliu。jieshoujiceshidetiaozhanshijianghunhezaiyiqidexinhaofenjiechengduoludedanduxinhaohuomaliu。raner,zuidadetiaozhanhaishitongbu。chuanshuduoluxinhaoxuyaozaiduogexindaozhijianshixianxiangweihecaiyangduizhun(sampling alignment)的精確同步。這意味著信號分析儀和信號發生器必須進行精確的同步,來實現精確的和可重複的測量。
在MIMO的發射機中RF載波的相位也需要得到控製。這允許天線波束調整到不同的方向。 通過將天線波束調整到兩個不同的方向,通信效率可以得到較大的提升。今天,多數儀器平台都被設計為SISO應用,不能方便的調節RF載波的相位。即使那些具備MIMO測試能力的儀器也需要說明RF載波必須處於穩定(比如,RF 載波間具有低的抖動)並具有可調整的幅度。然而,對於下一代測試儀器來說,精確的相位控製是必須的。另一個測試儀器的挑戰是帶寬(BW),MIMO信號特別需要測試儀器具有寬的BW。比如說,WiMAX和LTE目前具備20MHz的BW要求,而WLAN802.11n需要40MHz的BW。
zaijintiandewuxianshebeizhongyuelaiyueduoyangdeyidongtongxinbiaozhundedaocaiyong,huozhezhizaoshangkenenghuicaiyongbutongdebiaozhunshengchangezhongshebei。yinci,ceshiyiqixuyaoshiyongduozhongzhuliudeyidongtongxinbiaozhun(如GSM、GPRS、EDGE、WCDMA、CDMAOne 和CDMA2000等)。測試儀器必須有能力對每個標準做出精確的測量,比如需要保證較小的誤差向量幅度即EVM(EVM在EDGE係統中相當重要)。而因為新的移動通信標準被製造商采用,測試儀器也麵臨更新的問題。理想來說,製造商希望能用最簡單和成本最低的方式(比如僅改變軟件)來更新測試儀器,以應對新的移動通信和調製標準。
產業對於成本敏感的需求
如ru今jin的de無wu線xian設she備bei變bian得de越yue來lai越yue複fu雜za,競jing爭zheng壓ya力li日ri趨qu增zeng大da,利li潤run率lv被bei壓ya的de很hen低di。同tong時shi,測ce試shi越yue來lai越yue難nan,單dan位wei成cheng本ben麵mian臨lin增zeng大da的de壓ya力li。麵mian對dui縮suo小xiao的de利li潤run,製zhi造zao商shang想xiang盡jin一yi切qie辦ban法fa來lai降jiang低di成cheng本ben,這zhe就jiu包bao括kuo降jiang低di測ce試shi儀yi器qi以yi及ji測ce試shi的de成cheng本ben。這zhe不bu僅jin體ti現xian在zai生sheng產chan過guo程cheng中zhong,同tong樣yang體ti現xian在zai研yan發fa過guo程cheng中zhong,在zai這zhe兩liang種zhong環huan境jing下xia,對dui於yu更geng多duo功gong能neng、更高吞吐量和更簡單操作的測試設備需求越來越強烈。對於多空間流的WLAN、LTE和WiMAX係統的測試,首要目標就是在不犧牲性能的前提下保持每信道流測試成本的降低。然而,測試儀器的成本,特別是在WiMAX係統中,往往會成倍的增加。比如,為了得到N輸入和M輸出,每個輸入-shuchuxuyaoyigedulidefashejiheyigejieshouji,huozheshuoyigexinhaofashengqiheyigexinhaofenxiyi。gengjiaxianjindeceshiyiqideshejikaolvleyishangsuotandaodezhexieyinsu。biru,jishili(Keithley)公司的下一代MIMO 測試平台讓增加對新信號標準和MIMO選項的測試更加簡單和便宜。該平台包括吉時利公司的2920射頻矢量信號發生器、2820矢量信號分析儀、2895 MIMO同步單元和SignalMeister波形生成軟件。該平台支持最大8 ×8 MIMO 係統測量,這種MIMO係統應用在目前商用的8 02 . 1 1n Wi-F i、8 02 . 1 6 e 移動WiMAX Wave 2 和未來的4G 標準LTE(長期演進)和UMB(超移動寬帶)上。
這些測試能力得益於目前產業的創新,比如,基於DSP的軟件無線電(SDR)架構的快速采用改變了測試需求。基於SDR的儀器可以生成或調製幾乎是任何信號(目前可以達到40MHz的調製帶寬),而隻需要進行軟件的更新。這讓測試儀器使用壽命大大增長,因為更新測試係統更加簡單。DSP技術還提供了突出的性能,包括極低EVM(典型值小於0.5%)的EDGE信號的生成。這實現了精確的、可重複的信號,降低了測量誤差。同樣的,基於DSP的信號分析儀可以在每個通道和每個符號基礎上測量低水平的EVM。
DSP jishutongyangtigonglegaodetuntuliang,tayunxukuaisutiaoxie,keyizaidiyuyihaomiaoshijianneizaidabufenpinduanqiehuanpinlv。tongyangde,butongfuduxinhaodejianlishijianyezhixuyaojigehaomiao。yigeDSP平台配置了一個大量的相應波型的存儲記錄,這讓用戶可以在存儲器中記錄大量的波型來實現立即調用。
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