增強(qiáng)符號(hào)識(shí)別的通信測(cè)試設(shè)備

為支持對(duì)最先進(jìn)無(wú)線系統(tǒng)的測(cè)試與模型建立，測(cè)試公司必須推進(jìn)自己的硬件設(shè)計(jì)，加進(jìn)以軟件為基礎(chǔ)的調(diào)制工具。Agilent 的 Stark 回顧了無(wú)線技術(shù)發(fā)展的三個(gè)維度（dimension），并指出單一標(biāo)準(zhǔn)傾向于推動(dòng)一個(gè)或兩個(gè)維度，但不會(huì)同時(shí)推動(dòng)三個(gè)。她以 WiMax 和 UWB 為例。Stark 表示，WiMedia 最流行的變種 UWB 采用了一種相對(duì)簡(jiǎn)單的調(diào)制方法，但卻占用相對(duì)較寬的 500 MHz 通道。與之相反，WiMax 則采用相對(duì)較窄的 10MHz 通道，但卻用復(fù)雜的調(diào)制方法。在兩種情況下，標(biāo)準(zhǔn)均規(guī)定在 5 GHz 至 6 GHz 范圍內(nèi)工作。

僅一個(gè)新標(biāo)準(zhǔn)的中心頻率就可以產(chǎn)生對(duì)新硬件的需求。Rohde Schwarz 的 Panzer 指出，該公司的 CMU200 行動(dòng)射頻測(cè)試儀（mobile-radio tester）幾乎可以用于所有的蜂窩標(biāo)準(zhǔn)。但它只能工作到 3 GHz， 而為了支持 WiMax，該公司不得不開發(fā) 6 GHz 的 CMW500 測(cè)試儀。而硬件的推動(dòng)力并沒有就此止步。為了測(cè)試 MIMO 系統(tǒng)，可能需要兩臺(tái) 6 GHz的設(shè)備。

Azimuth 的 Celine 宣稱 MIMO 是測(cè)試工具要支持的一種不同技術(shù)。Azimuth 把焦點(diǎn)集中在研究 Wi-Fi 和 WiMax，并早在 MIMO 專業(yè)技能上投下賭注，以實(shí)現(xiàn)公司的差異化。Celine 指出，一臺(tái) MIMO 測(cè)試儀器中的信道仿真器（channel emulator）與傳統(tǒng)儀器并不相同。Celine 表示：“在單輸入/單輸出（single input/single output，SISO）時(shí)，仿真器是作為一個(gè)干擾源。而在 MIMO 中，讓技術(shù)得以運(yùn)作的是多路徑。”

放大器優(yōu)化經(jīng)驗(yàn)

一些使用情景能幫助說(shuō)明儀器的其它特性和設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，并詳細(xì)說(shuō)明如何在實(shí)驗(yàn)室中使用這種儀器。Agilent 公司的 Stark 將功率放大器看作是在一種標(biāo)準(zhǔn)（如Mobile WiMax）OFDMA 射頻設(shè)計(jì)的關(guān)鍵部分。她表示，一個(gè)糟糕的功率放大器設(shè)計(jì)會(huì)對(duì)電池壽命、距離和數(shù)據(jù)速率帶來(lái)不利的影響，而這些是一個(gè)產(chǎn)品對(duì)消費(fèi)者非常重要的終極屬性。

根據(jù) Stark 的說(shuō)法，功率放大器在Mobile WiMax 情況下會(huì)成為一個(gè)問題，因?yàn)檎{(diào)制方法會(huì)將設(shè)計(jì)的放大器推入一個(gè)非線性區(qū)。另外，輸出信號(hào)必須要沒有規(guī)律地改變，并且有一個(gè)高的峰值對(duì)平均之比值（peak-to-average ratio）。WiMax 設(shè)計(jì)的客戶端亦有空間和發(fā)熱的限制。

在這一代的模擬與計(jì)算工具中，不需要建立硬件就可以開始功率放大器的開發(fā)?？梢杂?Agilent 公司的 EEsof RF 模型建立 EDA 工具來(lái)進(jìn)行放大器的設(shè)計(jì)和模擬。EEsof 工具可以饋入一臺(tái)信號(hào)產(chǎn)生器（signal generator），并用 PC 上的 89600 VSA 軟件來(lái)描述設(shè)計(jì)的特性。VSA 軟件包在 PC 上運(yùn)行，并且可以與Agilent 的各款示波器與信號(hào)分析儀器介接。

Stark 提供了幾個(gè)規(guī)格的實(shí)例，可以用在這種情境下的特性描述與調(diào)諧（tune）。例如，WiMax 與蜂窩標(biāo)準(zhǔn)中有個(gè)一般稱為誤差向量幅度（error-vector-magnitude，EVM）或相對(duì)星座誤差（relative-constellation-error，RCE）的規(guī)格，這是用來(lái)測(cè)量星座圖的精度。功率放大器是添加到 EVM/RCE 誤差的一個(gè)部件。比如，一個(gè)采用二進(jìn)制相移鍵控（binary phase-shift keying，BPSK）或四相 QAM（four-phase QAM，4-QAM）的簡(jiǎn)單系統(tǒng)在調(diào)制符號(hào)間有較寬的間隔，這種系統(tǒng)可以容忍比較高的 EVM/RCE 值。但一個(gè) 64 相 QAM（64-phase QAM，64-QAM）系統(tǒng)的誤差預(yù)估值（error budget）就比較小，而據(jù) Stark 表示，放大器的設(shè)計(jì)一般對(duì)誤差預(yù)估值的貢獻(xiàn)最多為 1%。

你可以只依照一個(gè)可用的無(wú)線來(lái)進(jìn)行 EVM/RCE 測(cè)試。但在 Stark 的例子中，仿真組件可以在將設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)為硬件以前進(jìn)行測(cè)試和優(yōu)化。

放大器產(chǎn)生的問題

Tektronix 儀器業(yè)務(wù)部的全球 RF 技術(shù)營(yíng)銷經(jīng)理Darren McCarthy 也同意功率放大器的設(shè)計(jì)是無(wú)線客戶端電池壽命與性能的關(guān)鍵。McCarthy 指出在 OFDM 或 OFDMA 系統(tǒng)中要盡量減少一個(gè)信道向其它信道的功率泄漏。對(duì)這種情況的測(cè)試就是鄰近通道功率比（adjacent-channel-power ratio ，ACPR），它是系統(tǒng)線性度的一種量測(cè)。

不過如前所述，像Mobile WiMax 和 LTE 這種系統(tǒng)都會(huì)使功率放大器進(jìn)入非線性區(qū)，而這會(huì)對(duì) ACPR 帶來(lái)負(fù)面的影響。設(shè)計(jì)工程師轉(zhuǎn)而采用數(shù)字預(yù)失真（digital predistortion，DPD）等技術(shù)以盡量降低 ACPR的情況是越來(lái)越多。但 DPD 會(huì)帶來(lái)新的問題：內(nèi)存效應(yīng)（memory effect），這是來(lái)自于電的特性，諸如源阻抗和負(fù)載阻抗以及電熱耦合等。

傳統(tǒng)上，設(shè)計(jì)工程師采用頻譜分析儀和軟件工具來(lái)測(cè)量 ACPR。但 McCarthy 宣稱這種 ACPR 測(cè)量測(cè)的是平均功率，傳統(tǒng)頻譜分析儀使用的掃頻（swept-spectrum）方法會(huì)漏掉瞬態(tài)信號(hào)（transient signal），如由記憶效應(yīng)產(chǎn)生的信號(hào)。Tektronix 提供一個(gè)系列的實(shí)時(shí)頻譜分析儀，它可以連續(xù)完成頻域轉(zhuǎn)變（frequency-domain transformation），以捕捉記憶效應(yīng)的瞬變。圖 2 是一款 Tektronix 的數(shù)字熒光頻譜（digital-phosphor-spectrum）顯示器。黃色曲線是表示鄰近信道的最大噪聲。McCarthy 宣稱該儀器能捕捉到持續(xù) 24µsec 以上的任何瞬變。

McCarthy 認(rèn)為還有一種能力也一樣重要，那就是將問題瞬變的出現(xiàn)與其根源聯(lián)系起來(lái)。儀器支持頻率屏蔽觸發(fā)（frequency-masked triggering），因此可以將該觸發(fā)器連接到其它各類儀器上。McCarthy 表示可以用這種觸發(fā)器來(lái)確定造成放大器增益變化（因此產(chǎn)生瞬變）的軟件指令位置。

UWB 和其它標(biāo)準(zhǔn)

寬區(qū)域的（wide-area）無(wú)線技術(shù)并不是唯一處于變化中的技術(shù)。設(shè)計(jì)工程師當(dāng)然需要好的測(cè)試儀器來(lái)因應(yīng)像 UWB 這類的標(biāo)準(zhǔn)。Tektronix 的 McCarthy 表示，UWB 和 IEEE 802.11n 等標(biāo)準(zhǔn)帶來(lái)了特殊的挑戰(zhàn)，因?yàn)樗鼈兡芴峁?ldquo;環(huán)境的認(rèn)知（cognition of the environment）”。這種可認(rèn)知射頻在免授權(quán)頻段的標(biāo)準(zhǔn)中尤其重要，因?yàn)樯漕l必須避免干擾到其它的發(fā)射器。