增强符号识别的通信测试设备

为支持对最先进无线系统的测试与模型建立，测试公司必须推进自己的硬件设计，加进以软件为基础的调制工具。Agilent 的 Stark 回顾了无线技术发展的三个维度（dimension），并指出单一标准倾向于推动一个或两个维度，但不会同时推动三个。她以 WiMax 和 UWB 为例。Stark 表示，WiMedia 最流行的变种 UWB 采用了一种相对简单的调制方法，但却占用相对较宽的 500 MHz 通道。与之相反，WiMax 则采用相对较窄的 10MHz 通道，但却用复杂的调制方法。在两种情况下，标准均规定在 5 GHz 至 6 GHz 范围内工作。

仅一个新标准的中心频率就可以产生对新硬件的需求。Rohde Schwarz 的 Panzer 指出，该公司的 CMU200 行动射频测试仪（mobile-radio tester）几乎可以用于所有的蜂窝标准。但它只能工作到 3 GHz， 而为了支持 WiMax，该公司不得不开发 6 GHz 的 CMW500 测试仪。而硬件的推动力并没有就此止步。为了测试 MIMO 系统，可能需要两台 6 GHz的设备。

Azimuth 的 Celine 宣称 MIMO 是测试工具要支持的一种不同技术。Azimuth 把焦点集中在研究 Wi-Fi 和 WiMax，并早在 MIMO 专业技能上投下赌注，以实现公司的差异化。Celine 指出，一台 MIMO 测试仪器中的信道仿真器（channel emulator）与传统仪器并不相同。Celine 表示：“在单输入/单输出（single input/single output，SISO）时，仿真器是作为一个干扰源。而在 MIMO 中，让技术得以运作的是多路径。”

放大器优化经验

一些使用情景能帮助说明仪器的其它特性和设计挑战，并详细说明如何在实验室中使用这种仪器。Agilent 公司的 Stark 将功率放大器看作是在一种标准（如Mobile WiMax）OFDMA 射频设计的关键部分。她表示，一个糟糕的功率放大器设计会对电池寿命、距离和数据速率带来不利的影响，而这些是一个产品对消费者非常重要的终极属性。

根据 Stark 的说法，功率放大器在Mobile WiMax 情况下会成为一个问题，因为调制方法会将设计的放大器推入一个非线性区。另外，输出信号必须要没有规律地改变，并且有一个高的峰值对平均之比值（peak-to-average ratio）。WiMax 设计的客户端亦有空间和发热的限制。

在这一代的模拟与计算工具中，不需要建立硬件就可以开始功率放大器的开发。可以用 Agilent 公司的 EEsof RF 模型建立 EDA 工具来进行放大器的设计和模拟。EEsof 工具可以馈入一台信号产生器（signal generator），并用 PC 上的 89600 VSA 软件来描述设计的特性。VSA 软件包在 PC 上运行，并且可以与Agilent 的各款示波器与信号分析仪器介接。

Stark 提供了几个规格的实例，可以用在这种情境下的特性描述与调谐（tune）。例如，WiMax 与蜂窝标准中有个一般称为误差向量幅度（error-vector-magnitude，EVM）或相对星座误差（relative-constellation-error，RCE）的规格，这是用来测量星座图的精度。功率放大器是添加到 EVM/RCE 误差的一个部件。比如，一个采用二进制相移键控（binary phase-shift keying，BPSK）或四相 QAM（four-phase QAM，4-QAM）的简单系统在调制符号间有较宽的间隔，这种系统可以容忍比较高的 EVM/RCE 值。但一个 64 相 QAM（64-phase QAM，64-QAM）系统的误差预估值（error budget）就比较小，而据 Stark 表示，放大器的设计一般对误差预估值的贡献最多为 1%。

你可以只依照一个可用的无线来进行 EVM/RCE 测试。但在 Stark 的例子中，仿真组件可以在将设计转为硬件以前进行测试和优化。

放大器产生的问题

Tektronix 仪器业务部的全球 RF 技术营销经理Darren McCarthy 也同意功率放大器的设计是无线客户端电池寿命与性能的关键。McCarthy 指出在 OFDM 或 OFDMA 系统中要尽量减少一个信道向其它信道的功率泄漏。对这种情况的测试就是邻近通道功率比（adjacent-channel-power ratio ，ACPR），它是系统线性度的一种量测。

不过如前所述，像Mobile WiMax 和 LTE 这种系统都会使功率放大器进入非线性区，而这会对 ACPR 带来负面的影响。设计工程师转而采用数字预失真（digital predistortion，DPD）等技术以尽量降低 ACPR的情况是越来越多。但 DPD 会带来新的问题：内存效应（memory effect），这是来自于电的特性，诸如源阻抗和负载阻抗以及电热耦合等。

传统上，设计工程师采用频谱分析仪和软件工具来测量 ACPR。但 McCarthy 宣称这种 ACPR 测量测的是平均功率，传统频谱分析仪使用的扫频（swept-spectrum）方法会漏掉瞬态信号（transient signal），如由记忆效应产生的信号。Tektronix 提供一个系列的实时频谱分析仪，它可以连续完成频域转变（frequency-domain transformation），以捕捉记忆效应的瞬变。图 2 是一款 Tektronix 的数字荧光频谱（digital-phosphor-spectrum）显示器。黄色曲线是表示邻近信道的最大噪声。McCarthy 宣称该仪器能捕捉到持续 24µsec 以上的任何瞬变。

McCarthy 认为还有一种能力也一样重要，那就是将问题瞬变的出现与其根源联系起来。仪器支持频率屏蔽触发（frequency-masked triggering），因此可以将该触发器连接到其它各类仪器上。McCarthy 表示可以用这种触发器来确定造成放大器增益变化（因此产生瞬变）的软件指令位置。

UWB 和其它标准

宽区域的（wide-area）无线技术并不是唯一处于变化中的技术。设计工程师当然需要好的测试仪器来因应像 UWB 这类的标准。Tektronix 的 McCarthy 表示，UWB 和 IEEE 802.11n 等标准带来了特殊的挑战，因为它们能提供“环境的认知（cognition of the environment）”。这种可认知射频在免授权频段的标准中尤其重要，因为射频必须避免干扰到其它的发射器。