如何實現(xiàn)移動WiMAX設(shè)備的物理測試?

　　最新版的WiMAX標準可以提供讓用戶自由移動所需的移動服務(wù)。當然，正如任何新的技術(shù)都會帶來硬件測試需求一樣，在研發(fā)實驗室，需要進行產(chǎn)品認證和針對標準的一致性測試；在產(chǎn)品線上，需要進行查錯和維護操作。正確和精確的測試有助于確保來自各個制造商的WiMAX設(shè)備之間具有完善的互操作性。

　　由于WiMAX解決方案主要用于城域?qū)拵o線接入（BWA）應(yīng)用，因此必須克服由于大樓和其它障礙物引起的多徑效應(yīng)。正是基于這個原因，業(yè)界開發(fā)出了正交頻分復(fù)用（OFDM）版本的WiMAX用于固定WiMAX，移動WiMAX則采用正交頻分多路接入（OFDMA）技術(shù)，這種技術(shù)是多用戶版的OFDM。與TDMA相比，它可以給多個用戶更靈活地分配帶寬，并能提供更低的延時。

　　移動WiMAX的信道帶寬與固定WiMAX非常相似，而且兩者共享調(diào)制類型。兩者之間的關(guān)鍵區(qū)別是移動WiMAX必須能夠切換用戶連接，并在不同基站和覆蓋區(qū)域內(nèi)保持連接。固定WiMAX和移動WiMAX之間的比較見表1。

　　在采用OFDM的WiMAX系統(tǒng)中使用了許多不同的調(diào)制格式，每種調(diào)制方案都適應(yīng)特定的傳輸要求。采用這種自適應(yīng)的調(diào)制方案后，在20MHz帶寬內(nèi)最高可提供73Mb/s的傳送速率。在固定WiMAX系統(tǒng)中使用的OFDM符號采用反向256點快速傅里葉變換（FFT）實現(xiàn)頻域到時域的轉(zhuǎn)換，而OFDMA版本則使用從128到2048（256除外）可變大小的FFT。

　　OFDM WiMAX中的每個用戶都可以在任何給定時間點使用所有子載波。而在OFDMA中，子載波的子集被分配給多個用戶，因此能讓許多用戶同時獲得服務(wù)。被稱為子信道化的技術(shù)則針對每個用戶使用特殊載波群。為了克服多徑干擾效應(yīng)，這些子載波分配是動態(tài)變化的。

　　WiMAX系統(tǒng)可以采用時分復(fù)用（TDD）、頻分復(fù)用（FDD）或半雙工FDD配置方案。在TDD方案中，基站（BS）和用戶臺（SS）都用相同的頻率發(fā)送，但在時間上分開來?；景l(fā)送一個下行鏈路的子幀，緊跟著是一個叫做發(fā)送/接收轉(zhuǎn)換間隙（TTG）的短暫間隙，然后再由單個用戶發(fā)送上行鏈路的子幀。用戶是被精確同步的，因此他們的傳送信號在到達基站時相互間不會重疊。在所有的上行鏈路子幀發(fā)送完之后，在基站再次開始發(fā)送之前，系統(tǒng)會分配另一個叫做接收/發(fā)送轉(zhuǎn)換間隙（RTG）的短暫間隙。每個用戶上行鏈路子幀的開始都有一個前導(dǎo)碼，可以幫助基站同步每個用戶站。

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　　表1：移動WiMAX與固定WiMAX的比較。

　　在韓國，移動WiMAX被稱為WiBro，即無線寬帶的簡稱。WiBro采用與移動WiMAX相同的IEEE 802.16e-2005標準，但在相對于基站的用戶速度性能方面略有增強。WiBro只使用TDD和8.75MHz的最大信道帶寬。使用2.3GHz頻段的WiBro可以與WiMAX設(shè)備互操作，在韓國將成為電纜、DSL和WLAN的有力競爭對手。

　　信號測試

　　為了評估WiMAX接收器和器件，需要用信號發(fā)生器產(chǎn)生的已知測試信號代替WiMAX發(fā)送器發(fā)出的信號。為了模擬用于接收器評估的信號，信號發(fā)生器必須向被測設(shè)備提供能夠完全匹配WiMAX標準信號要求的頻率范圍、調(diào)制類型和調(diào)制帶寬。由于WiMAX信號具有突發(fā)特性，從突發(fā)信號的起始（前導(dǎo)）到突發(fā)數(shù)據(jù)的信號幅度是不同的，因此用于WiMAX接收器測試的信號發(fā)生器也應(yīng)提供可編程的功率控制來模仿WiMAX信號的這種動態(tài)功率特征。它還必須能夠精確測量誤碼率（BER）。

　　一旦WiMAX測試信號產(chǎn)生后，就必須對它們進行分析。測試基站單元或便攜式設(shè)備的移動WiMAX性能需要使用一臺信號分析儀，如安立公司的Signature MS2781B高性能信號分析儀（圖1）。這種儀器需要仿效IEEE 802.16e基站的工作，因為分析儀必須能夠檢測和記錄WiMAX系統(tǒng)使用的整個頻率范圍和全部調(diào)制格式。

　　在需要節(jié)省獨立分析儀和信號發(fā)生器占用空間的生產(chǎn)環(huán)境中，也可以使用實際功能相當于一臺分析儀和一臺發(fā)生器的單一測量工具，如安立公司的MS269xA系列產(chǎn)品。MS2690A是專門針對移動WiMAX測試的嚴格要求開發(fā)的，具有創(chuàng)新的基礎(chǔ)頻率下變頻轉(zhuǎn)換機制，因此不需要使用50Hz到6GHz頻率范圍內(nèi)的預(yù)選濾波電路。MS2691A中包含有一個頻率范圍高達13.5GHz的預(yù)選器。

　　發(fā)送器測量

　　移動WiMAX發(fā)送器需要做哪些測試呢？由WiMAX標準定義的發(fā)送器測試項目包括了最大輸出功率、發(fā)送器頻譜平坦度、發(fā)送器相對星座誤差（RCE）和誤差向量幅度（EVM）、發(fā)送器功率電平控制、發(fā)射頻譜抑制（針對未許可頻段）、相鄰信道功率比（ACPR）、雜散電平以及諧波電平。

　　許可機構(gòu)一般都頒布針對其領(lǐng)域中具有特殊要求的頻譜抑制。有了寬帶信號分析儀后，這些WiMAX射頻發(fā)送器的所有測量項目都可以做，包括頻率、功率電平、干擾和調(diào)制質(zhì)量的測試。由于WiMAX系統(tǒng)非常依賴于精確數(shù)字調(diào)制和解調(diào)功能，因此許多表征移動WiMAX設(shè)備發(fā)送器的測量與調(diào)制質(zhì)量有關(guān)。