苏州莱瑞测信息科技有限公司

WiMAX产品的生产测试探究

   2010-12-23 3010

    应用VSA及先进分析能力,可针对WiMAX讯号的个别振幅及相位作分析,可平行处理振幅及相位的偏差而缩短测试时间。补偿参数常与相位及振幅有线性相关,故可用简单的校正机制来执行,因此直接针对WiMAX信号作校正时能调整至最佳的IQ匹配。在校正过程中,还可同时测试相关参数,如EVM、频率误差、发射功率等。

        WiMAX在载波泄漏的要求相对于总发射功率的差是-15dB,在大部分的系统设计中均可达到此需求。而调整IQ讯号的直流偏差可达到载波泄漏的最佳化,传统做法是以CW讯号来判断直流偏差量,针对I或Q通道一般的机制是以4个测量点来推断最佳的暂存设定(参见图二)。
 

图2:直流偏差的最佳化调整图。

   图二的Y轴是线性电压轴,若以频谱分析仪测量,需将测量数据作线性转换,4个测试点得到I通道的最佳补偿值,固定I值后,同样做法得到Q通道补偿值。当偏差并非极大的情况下,可运用先进的讯号分析技术直接针对WiMAX讯号作IQ的直流偏差调整。

    发射功率的校正一般是最复杂的,WiMAX对功率精准度的要求很高,在规范中要求使用端的最大功率需透过发射以告知基地台,并要求功率变化量的精准度,因为WiMAX系统中基地台会依需要通知使用端调整功率大小,而非一个固定的功率输出值。

    有两项发射校正需考量,一是针对发射功率范围内的讯号质量需验证,一般在最大输出功率来测量EVM便可;另一项是调整输出功率至最大,验证瞬间最大峰值功率并无过度饱和。当偏压值在低功率处有降低时,亦须注意在偏压变化时的放大器饱和度。

     在量测WiMAX讯号的发射绝对功率方面,由于WiMAX preamble比payload功率要高出约3dB,发射功率将因测量时的封包长度而有所改变,当封包长度不变时,相对功率值受此因素的影响很低。另外,当发射QAM调变时,每一个符号的功率将随不同资料传输率而改变,传统量测方式可能造成封包之间的功率抖动,若要量测准确则须经过较长的平均运算,建议以QPSK或BPSK来量测功率,因为其每一个符号的功率是定值。

     测量功率较好的方式是测试包含通道预估符号的preamble,这符号的所有次载波有相同的等化功率值,preamble比payload的RMS功率高3dB,故可直接减3dB作为payload的功率,而通道预估符号设计时便具备较低的峰值对平均值的差异,不会因较payload高3dB而导致饱和。测试时也要注意只量符号的区域,勿包含额外的安全隔离区(guard time)以获得最高的精准度。以VSA搭配先进的讯号分析设备能对特定的符号分析,输出功率几乎不用平均就能快速测量。WiMAX规范也包含频谱平坦度,此测量也建议以通道预估符号来测试。

   传统VSA仪器在量测绝对功率上,其精准度不及最好的功率计。但WiMAX规范的功率精准度是相对功率,故VSA之精准度足以测量WiMAX的功率,此乃因VSA是线性的接收机,当接收机的增益是固定值,且没有讯号饱和的现象时,可达到非常精准的相对功率量测。

接收校正与测试

  就WiMAX接收机的生产测试而言,必须验证接收的杂讯指数是否符合接收灵敏度的要求,因在OFDM讯号中的类比频宽及载波数目是定值,杂讯指数在各不同资料传输率下是相同的,在生产环境中唯一实际会改变的是杂讯指数。Modem是由DSP完成,不同传输率下类比滤波器没有改变,所以特性不变,接收机在不同资料传输率下,Modem的PER曲线有相同的边缘特性(margin),只需测试单一资料传输率即可。

基本上,接收的杂讯指数是影响PER的最大要素,某些情况IQ不匹配及相位杂讯也会影响接收机的PER,而高资料传输率对IQ不匹配及相位杂讯要求较严格,故应该以最高资料传输率来测试PER。

 因WiMAX必须具备功率可控制的能力,所以需要确认回报的RSSI是否符合规范。在规范中于-123dBm至-40dBm范围内其绝对精准度在+/-4dB,因此,需要对接收机RSSI精准度校正,有时也对IQ匹配性进行校正。

  但目前并无任何标准的程序来执行这些校正内容,又因这些校正内容与使用的芯片组有密切关系,故而,在生产时需有具弹性的VSG以满足各种不同的讯号源要求,因为VSG可轻易以软件方式改变各种不同的讯号源。

 
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