中心議題：

• 精確測量WiMAX信道功率

解決方案：

• 發射功率測量
• 相鄰信道功率測量
• 頻譜輻射合格/不合格測試

現xian在zai，無wu線xian設she計ji人ren員yuan麵mian臨lin著zhe設she計ji世shi界jie一yi流liu產chan品pin的de艱jian巨ju任ren務wu。很hen多duo無wu線xian技ji術shu標biao準zhun都dou規gui定ding了le功gong率lv的de技ji術shu指zhi標biao

，但dan卻que忽hu視shi了le功gong率lv測ce量liang的de具ju體ti步bu驟zhou，因yin此ci設she計ji人ren員yuan在zai進jin行xing測ce量liang時shi往wang往wang會hui發fa生sheng錯cuo誤wu。由you於yuIEEE802.16標準使用的OFDM射頻波形本身就非常複雜，所以他們在測量移動WiMAX信號時出錯的情況更多。

本文介紹了有關WiMAX信道功率測量的重要信息，這些基本原則對於三種主要的WiMAX功率測量都適用：發射功率測量、相鄰信道功率測量和頻譜輻射合格/不bu合he格ge測ce試shi。信xin道dao功gong率lv測ce量liang的de基ji礎chu知zhi識shi某mou些xie頻pin率lv分fen析xi儀yi具ju有you通tong用yong測ce量liang模mo式shi
，這zhe種zhong模mo式shi沒mei有you具ju體ti規gui定ding它ta們men所suo支zhi持chi的de無wu線xian標biao準zhun，因yin此ci設she計ji人ren員yuan可ke完wan全quan控kong製zhi和he靈ling活huo調tiao整zheng測ce量liang設she置zhi。圖tu1為傳統模擬頻譜分析儀的de方fang框kuang圖tu。在zai現xian代dai頻pin譜pu分fen析xi儀yi中zhong，本ben地di振zhen蕩dang器qi之zhi後hou執zhi行xing的de大da部bu分fen信xin號hao調tiao節jie和he濾lv波bo功gong能neng都dou是shi使shi用yong數shu字zi信xin號hao處chu理li來lai實shi現xian的de，而er它ta們men的de特te性xing和he行xing為wei與yu使shi用yong模mo擬ni方fang式shi處chu理li的de結jie果guo相xiang當dang。因yin此ci要yao進jin行xing精jing確que測ce量liang
，設she計ji人ren員yuan必bi須xu正zheng確que設she置zhi和he修xiu改gai測ce量liang參can數shu。

圖1傳統模擬頻譜分析儀的方框圖

顯示檢波器圖1中包括包絡檢波器和顯示檢波器(檢波器模式)。baoluojianboqidetexingshiyoupinpufenxiyizishendeshejijuedingde，yonghuwufagenggaizhexietexing，benwenbuzaitaolun。weilerongnagengduodeceliangheyingyongruanjian，xiandaipinpufenxiyitigongduozhongxianshijianboleixing。mouxiejianboqikeweibutongleixingdexinhaotigonggengyouhuadejieguo。liru，fengzhijianboqinenggoucongyizucaiyangshujudianzhongjiancechuzuidadianping，congerweilianxubo(CW)測ce量liang提ti供gong最zui佳jia選xuan擇ze。稍shao後hou，這zhe個ge最zui大da電dian平ping會hui作zuo為wei跡ji線xian點dian在zai頻pin譜pu分fen析xi儀yi上shang顯xian示shi。平ping均jun值zhi檢jian波bo器qi則ze與yu峰feng值zhi檢jian波bo器qi不bu同tong，它ta能neng夠gou檢jian測ce出chu采cai樣yang數shu據ju點dian的de平ping均jun電dian平ping，並bing將jiang其qi作zuo為wei跡ji線xian點dian顯xian示shi。

圖2顯示的跡線點分別來自於正峰值檢波器


、平均值檢波器和負峰值檢波器
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顯示的跡線點通常稱為“bucket”。頻譜分析儀進行數據點采樣的時間稱為“bucket間隔”。圖2顯示了選擇不同檢波類型會對給定bucket的顯示跡線點產生什麼影響。

圖3從上到下顯示的依次是WiMAX猝發脈衝的正峰值檢波、平均值檢波和負峰值檢波跡線。

注意：為了顯示跡線的區別，這裏將分辨率帶寬設置為3MHz對於噪聲信號或近似於噪聲的信號(如許多數字調製信號)來說，使用平均值檢波器可獲得平均功率數據的最佳結果
，顯示的跡線點是采樣數據的平均值。圖3顯示了使用不同類型檢波器處理WiMAX信號所獲得的不同跡線顯示。分辨率帶寬功率測量通常是指某一帶寬內的測量。同樣
，頻譜分析儀上顯示的跡線點也要通過分辨率帶寬(RBW)濾波器進行解讀。

對於連續波信號來說，降低RBW會得到更好的信噪比
，因而使測量結果看上去更平滑。對於近似於噪聲的信號來說，擴大RBW可以在平均檢波bucket中獲得更平均的值
，也可使用窄視頻帶寬(VBW)濾波器獲得更平滑的測量結果。使用更窄RBW的缺點是花費的測量時間更長。在進行信道功率測量時，頻譜分析儀用戶應根據其無線技術標準來設置RBW。例如

，某個給定標準的專用頻譜輻射(SEM)測試文檔通常包括測量所需要的RBW設置。取決於信號的頻率範圍
，在整個測量掃寬內，SEM測試的RBW設置還可能會隨著頻率的變化而變化。

如果未指定RBW
，建議用戶最好為其信號表征設置RBW。對於窄帶寬(CW)信號來說，最好使用窄RBW濾波器
；對於近似於噪聲的信號(例如WiMAX信號)來說，通常最好使用較寬的RBW。平(ping)均(jun)值(zhi)技(ji)術(shu)現(xian)代(dai)頻(pin)譜(pu)分(fen)析(xi)儀(yi)使(shi)用(yong)多(duo)種(zhong)方(fang)法(fa)來(lai)求(qiu)取(qu)信(xin)號(hao)的(de)平(ping)均(jun)值(zhi)
，使(shi)信(xin)號(hao)變(bian)得(de)更(geng)加(jia)平(ping)滑(hua)。采(cai)樣(yang)最(zui)終(zhong)在(zai)頻(pin)譜(pu)分(fen)析(xi)儀(yi)上(shang)顯(xian)示(shi)為(wei)跡(ji)線(xian)點(dian)的(de)方(fang)式(shi)在(zai)很(hen)大(da)程(cheng)度(du)上(shang)取(qu)決(jue)於(yu)平(ping)均(jun)值(zhi)技(ji)術(shu)，主(zhu)要(yao)涉(she)及(ji)的(de)參(can)數(shu)有(you)掃(sao)描(miao)時(shi)間(jian)
、視shi頻pin帶dai寬kuan等deng。掃sao描miao時shi間jian現xian代dai頻pin譜pu分fen析xi儀yi通tong常chang每mei秒miao可ke進jin行xing數shu百bai萬wan次ci采cai樣yang。假jia設she選xuan擇ze平ping均jun值zhi檢jian波bo，如ru果guo增zeng加jia掃sao描miao次ci數shu，那na麼me在zai顯xian示shi跡ji線xian點dian之zhi前qian的de一yi段duan時shi間jian(bucket)內取平均值的數據采樣數量會隨之增加。
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采樣量越大，所顯示的平均點就越趨向於一致，最終顯示的跡線就越平滑。視頻帶寬頻譜分析儀中的VBW濾lv波bo器qi可ke以yi減jian小xiao測ce量liang電dian平ping的de差cha異yi

，並bing且qie在zai掃sao描miao次ci數shu增zeng加jia時shi仍reng保bao持chi相xiang同tong的de作zuo用yong。傳chuan統tong頻pin譜pu分fen析xi儀yi和he許xu多duo現xian代dai化hua頻pin譜pu分fen析xi儀yi都dou是shi在zai顯xian示shi標biao度du的de級ji別bie上shang執zhi行xingVBW過濾，因此可能會造成功率測量問題。頻譜分析儀的測量結果既能用對數(dB)表示，也能用線性度(電壓線性度)表示。

因為VBW濾(lv)波(bo)是(shi)一(yi)種(zhong)求(qiu)取(qu)平(ping)均(jun)值(zhi)的(de)過(guo)程(cheng)，在(zai)這(zhe)些(xie)級(ji)別(bie)上(shang)進(jin)行(xing)任(ren)何(he)平(ping)均(jun)值(zhi)計(ji)算(suan)，都(dou)有(you)可(ke)能(neng)出(chu)現(xian)誤(wu)差(cha)。例(li)如(ru)，在(zai)噪(zao)聲(sheng)或(huo)近(jin)似(si)於(yu)噪(zao)聲(sheng)信(xin)號(hao)的(de)對(dui)數(shu)平(ping)均(jun)值(zhi)計(ji)算(suan)中(zhong)可(ke)能(neng)發(fa)生(sheng)-2.51dB的誤差。因此在進行功率測量時，最好在功率標度上使用VBW濾波器。某些現代化分析儀例如AgilentPSA頻譜分析儀和X係列信號分析儀，可在功率標度上使用其VBW濾波器
，從而避免了這些實質性的誤差。即便如此
，平均值檢波器依然是使結果變得平滑的一個出色工具，並且可在所有配備VBW檢波器的分析儀中使用。

WiMAX信道功率測量設置對於WiMAX信號這樣的正交頻分複用(OFDM)信號而言，要想進行正確的測量設置還有一些其他的要求。例如
，WiMAX中使用的時分複用(TDD)xinhaozaishiyuzhongjuyoucufaxingzhi。jishizaishepincufamaichonghuozizhenqijian，gonglvyehuifashenggaibian。youyuzhexiexinhaojuyoufeilianxuxing，pinpufenxiyihennanbuzhuodaowanzhengdexinhao。zhichixiandaipinpufenxiyijinxingzichufaceliangdechangyongchufayuanbaokuo：被測件提供的外部觸發信號

、其他同步信號源或信號的射頻猝發幅度電平。通常，能與射頻猝發保持良好同步的外部觸發源是最佳的觸發機製。

因為它能為儀器采集數據提供最穩定的觸發，支持可靠和可重複的測量。對於被測基站生成的WiMAX下(xia)行(xing)鏈(lian)路(lu)信(xin)號(hao)來(lai)說(shuo)
，基(ji)站(zhan)自(zi)身(shen)就(jiu)可(ke)以(yi)提(ti)供(gong)適(shi)合(he)的(de)觸(chu)發(fa)信(xin)號(hao)。在(zai)進(jin)行(xing)元(yuan)件(jian)分(fen)析(xi)時(shi)

，生(sheng)成(cheng)激(ji)勵(li)波(bo)形(xing)的(de)信(xin)號(hao)發(fa)生(sheng)器(qi)可(ke)以(yi)為(wei)頻(pin)譜(pu)分(fen)析(xi)儀(yi)提(ti)供(gong)一(yi)個(ge)可(ke)用(yong)的(de)觸(chu)發(fa)信(xin)號(hao)。在(zai)沒(mei)有(you)可(ke)用(yong)的(de)外(wai)部(bu)觸(chu)發(fa)源(yuan)時(shi)，最(zui)好(hao)使(shi)用(yong)實(shi)際(ji)射(she)頻(pin)猝(cu)發(fa)幅(fu)度(du)電(dian)平(ping)的(de)上(shang)升(sheng)沿(yan)來(lai)觸(chu)發(fa)分(fen)析(xi)儀(yi)。依(yi)據(ju)各(ge)分(fen)析(xi)儀(yi)平(ping)台(tai)使(shi)用(yong)的(de)體(ti)係(xi)結(jie)構(gou)，使(shi)用(yong)這(zhe)種(zhong)方(fang)式(shi)觸(chu)發(fa)測(ce)量(liang)的(de)順(shun)序(xu)可(ke)能(neng)不(bu)同(tong)。一(yi)旦(dan)實(shi)現(xian)可(ke)靠(kao)的(de)觸(chu)發(fa)，接(jie)下(xia)來(lai)考(kao)慮(lv)的(de)便(bian)是(shi)應(ying)從(cong)哪(na)個(ge)感(gan)興(xing)趣(qu)的(de)時(shi)間(jian)區(qu)域(yu)開(kai)始(shi)信(xin)道(dao)功(gong)率(lv)測(ce)量(liang)。顯(xian)然(ran)，測(ce)量(liang)應(ying)該(gai)在(zai)信(xin)號(hao)實(shi)際(ji)有(you)效(xiao)時(shi)進(jin)行(xing)。但(dan)在(zai)某(mou)些(xie)情(qing)況(kuang)下(xia)
，還(hai)要(yao)(甚至必須)在射頻猝發脈衝或子幀的“有效”部分中的特定時間段內進行測量。因此，正確選通感興趣的猝發脈衝區域很關鍵。

圖4圖中的信道功率測量使用WiMAX下行鏈路猝發脈衝進行選通。

該猝發脈衝由1個前導碼和8個符碼組成圖4顯示了在第二個射頻猝發脈衝期間發生的WiMAX信xin號hao的de選xuan通tong區qu域yu。盡jin管guan第di一yi個ge猝cu發fa脈mai衝chong引yin起qi觸chu發fa，但dan我wo們men建jian議yi在zai第di二er個ge猝cu發fa脈mai衝chong期qi間jian進jin行xing選xuan通tong。這zhe可ke以yi確que保bao從cong選xuan通tong區qu域yu內nei去qu除chu分fen析xi儀yi生sheng成cheng的de任ren何he掃sao描miaoLO瞬時穩定時間。

圖5圖中的信道功率測量僅顯示了前導碼的選通有了穩定的觸發，頻譜分析儀就可以啟動掃描測量

；
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如果是測量TDD無線信號
，那麼還必須選通出精確的目標區域。例如
，某些設計人員可能隻對WiMAX信號的前導碼功率電平或某個特定區域感興趣。圖5顯示了WiMAX信號的選通前導碼測量。這種測量通常稱為WiMAX接收信號強度指標(RSSI)。在(zai)該(gai)圖(tu)中(zhong)，前(qian)導(dao)碼(ma)的(de)選(xuan)通(tong)隻(zhi)會(hui)使(shi)選(xuan)通(tong)參(can)數(shu)發(fa)生(sheng)變(bian)化(hua)，是(shi)保(bao)證(zheng)精(jing)確(que)測(ce)量(liang)所(suo)必(bi)需(xu)的(de)。不(bu)同(tong)的(de)分(fen)析(xi)儀(yi)平(ping)台(tai)目(mu)前(qian)市(shi)場(chang)上(shang)已(yi)有(you)幾(ji)種(zhong)頻(pin)譜(pu)分(fen)析(xi)儀(yi)可(ke)對(dui)WiMAX信號進行信道功率測量。AgilentPSA和X係列分析儀平台隻是其中之一。

盡管修改這些儀器上的各種參數對獲得精確的信道功率測量結果至關重要，但設計人員選擇最佳測量方案同樣重要。以PSA頻譜分析儀和Xxiliexinhaofenxiyipingtaiweili。shiyongwaibuchufa
，keyifeichangjiandandizaipinpuhuoxinhaofenxiyipingtaishangjinxingjingquedexindaogonglvceliang。raner，yaoshiyongshepincufamaichongchufaceliang
，caiyongyixiaceliangjishufeichangyoubangzhu：頻譜分析儀平台對於GSMboxing，zaijinxinglianxuceliangshi
，shejirenyuankeyiliyongfenxiyidexiangguanchufatexinglaigaibianshebeideshuruxinhaodianping
，erbubizhongxinshezhipinpufenxiyidechufadianping。

另一項重要技術是射頻猝發脈衝觸發設計
，它可以使用相對於檢波信號峰值包絡低22dB的內嵌電平進行觸發。這項技術對測量GSM元器件至關重要
，但不適用於某些現代調製技術，如OFDM。對於OFDM技術，這些信號中的較高峰均比可能導致實施分析儀上的相對觸發實施發生錯誤觸發。

圖6PSA與Agilent85902A猝發載波觸發(BCT)集成的外部配置在沒有外部觸發源的情況下

，可使用外部猝發載波觸發附件進行可靠的觸發
，實現對WiMAX信號的穩定測量。圖6顯示了PSA頻譜分析儀與Agilent85092A猝發載波觸發(BCT)的集成。在對穩定的射頻猝發脈衝流進行檢波時，BCT會對要分析的射頻輸入信號進行采樣，並提供與猝發脈衝同步的TTL輸出信號以及一個LED狀態指標。

jichenghoudeyiqikeyitigongxuyaodewendingchufaxinhao
，shishejirenyuankeyiruqiansuoshushezhixuantongcanshu，congerjinxingjingquedexindaogonglvceliang。xinhaofenxiyixinhaofenxiyitongchangshiyongwaibutigonghuoyouneibushepincufazaibochufadanyuantigongdechufayuan。mouxieyiqihaijuyouwendingdezichufanengli，shiyongyumeiyouwaibuchufakeyongdeqingkuang。tamenwuxushiyongwaibucufachufafujianlaitigongzuichangjiandewuxiantongxinxinhao(包括WiMAX)。X係列分析儀上的射頻猝發載波觸發功能就是自觸發能力的主要實例

，包括絕對射頻猝發幅度電平、周期定時器和觸發釋抑功能。

使用絕對射頻猝發幅度電平進行觸發
，可以解決上一代頻譜分析儀在測量高峰均功率比(PAPR)的OFDM信號時出現的錯誤觸發問題。當頻譜分析儀檢測到絕對射頻猝發電平組超過固定閾值電平時，將會啟動“初始”觸發機製。周期定時器可設置一個指定時間長度(用戶可調整)的(de)自(zi)動(dong)重(zhong)觸(chu)發(fa)進(jin)程(cheng)。該(gai)進(jin)程(cheng)能(neng)夠(gou)在(zai)觸(chu)發(fa)建(jian)立(li)後(hou)執(zhi)行(xing)再(zai)同(tong)步(bu)。用(yong)戶(hu)可(ke)以(yi)選(xuan)擇(ze)這(zhe)個(ge)初(chu)始(shi)同(tong)步(bu)源(yuan)。將(jiang)該(gai)參(can)數(shu)設(she)置(zhi)成(cheng)等(deng)於(yu)幀(zhen)周(zhou)期(qi)有(you)很(hen)大(da)好(hao)處(chu)，這(zhe)將(jiang)保(bao)證(zheng)測(ce)量(liang)是(shi)在(zai)每(mei)個(ge)幀(zhen)邊(bian)界(jie)進(jin)行(xing)再(zai)觸(chu)發(fa)
，而(er)不(bu)用(yong)考(kao)慮(lv)外(wai)部(bu)環(huan)境(jing)或(huo)儀(yi)器(qi)的(de)改(gai)變(bian)。

圖7由you於yu關guan閉bi了le同tong步bu釋shi抑yi
，無wu論lun選xuan通tong參can數shu是shi什shen麼me，不bu穩wen定ding的de觸chu發fa都dou會hui導dao致zhi信xin道dao功gong率lv測ce量liang不bu夠gou精jing確que同tong步bu釋shi抑yi特te性xing可ke改gai善shan觸chu發fa精jing度du，避bi免mian儀yi器qi在zai猝cu發fa脈mai衝chong的de無wu效xiao部bu分fen開kai始shi進jin行xing測ce量liang。通tong過guo使shi用yong可ke靠kao的de觸chu發fa電dian平ping
，在zai射she頻pin猝cu發fa脈mai衝chong內nei的de一yi個ge穩wen定ding和he可ke重zhong複fu的de測ce量liang點dian進jin行xing測ce量liang，設she計ji人ren員yuan可ke以yi精jing確que地di重zhong複fu進jin行xing信xin道dao功gong率lv測ce量liang。圖tu7顯示了不使用同步釋抑時可能出現的情況。總結精確的信道功率測量是無線設備測試的一個重要方麵。

隨sui著zhe無wu線xian技ji術shu變bian得de日ri益yi複fu雜za，產chan品pin從cong設she計ji到dao上shang市shi的de周zhou期qi越yue來lai越yue短duan，按an照zhao規gui定ding的de測ce量liang步bu驟zhou和he最zui佳jia測ce量liang方fang法fa進jin行xing測ce量liang的de重zhong要yao性xing也ye與yu日ri俱ju增zeng。這zhe些xie步bu驟zhou和he方fang法fa能neng夠gou為wei設she計ji者zhe提ti供gong一yi個ge節jie省sheng時shi間jian的de可ke行xing方fang案an，同tong時shi還hai能neng確que保bao信xin道dao功gong率lv測ce量liang和he其qi他ta相xiang關guan測ce量liang的de一yi致zhi性xing和he可ke重zhong複fu性xing。在zai測ce量liangOFDM信號(例如WiMAX)時
，穩定的觸發和精確的選通參數設置同樣至關重要。適合的測量解決方案
，例如AgilentPSA或X係列分析儀，能夠保證設計人員快速、輕鬆地進行精確的信道功率測量。