随着支持IEEE 802.16e移动WiMax规范的WiMax芯片数目不断增多,移动WiMax部署“行情”见涨。据Juniper Research公司预测,面向这一新兴的高速移动无线标准的设备,包括基站和客户端设备,在2012年的市场规模将达到25.3亿美元。这家市场研究公司还预计,到了那个时候,移动WiMax的用户数量将从2007年的170万跃增到2,130万。
“有相当多的人对移动WiMax感兴趣,而且这个数字还在持续增长。虽然大批客户目前还尚未行动,但他们都很有兴趣去了解移动WiMAX,并希望自己拥有能够用来进行WiMax测试的工具。”安捷伦公司行业营销工程师Jennifer Stark表示。
在产品从研发、设计验证、制造、安装和维护的不同阶段,移动WiMax测试解决方案的范围已扩展到了协议和无线电一致性测试、互操作性测试及规范测试。测试装置的能力包括支持物理层信号产生、对Wave 2系统协议和4x4多输入多输出(MIMO)多天线技术的分析。
网络和物理层的基本测量,是被称为误差矢量幅度(EVM)的简单调制与解调精度测试,以及功率级测试,Keithley Instruments公司全球销售业务经理Walt Strickler提到。他表示,当调制变得更加复杂时,EVM测量的复杂度随之增加,虽然这时名字变成了相对星座误差(Relative Constellation Error),但基本概念是一样的。
Strickler补充道:“在调制测试中,根据当前是在进行研发还是制造,你可以从不同方面进行观察,以获得更多的细节信息。由于WiMax尚在进一步成熟完善当中,许多研发测试仍然在制造阶段完成。”
一般常进行的WiMax测试包括待测器件(DUT) RX/TX测试、灵敏度、强信号级别、相邻信道和相隔信道抑制、输出功率、副载波平坦度、RCE、载波馈通、频率偏移和频谱屏蔽。附加的MIMO测试包括:端口隔离、交叉相关和信道条件数量。
WiMax论坛已经建立了一个认证计划,以确保所有获认证器件与不同供应商提供的器件之间具有互操作性。Stark介绍,WiMax论坛认证计划中的一致性测试分为三个部分,分别是:无线电一致性测试、协议一致性测试(PCT)和互操作性测试。
“所有这些测试的目的都是让你的产品获得WiMax论坛认证。”她表示。不过,WiMax论坛不认证测试设备和芯片组；只有终端用户移动台和基站才需要经历所有认证步骤。尽管如此,WiMax论坛仍希望对将用于终端产品的所有组件进行性能检测。
图1:安捷伦E6651A 移动 WiMax测试仪把基站仿真、参数测试以及易于使用的Windows XP用户界面整合在一个集成单元中。
Wave 2, 4x4 MIMO支持
MIMO技术在RF通信设备中使用多个射频来发射和接收数据,并且能够提供更高的数据率和更有效的带宽。“所有的‘buzz’噪声都在Wave 2 WiMax中,它是一种MIMO 2x2方案,带有两个发射器和两个接收器。”Strickler解释道,“Wave 2只有2x2的唯一原因就是它很难被扩大。”
但是目前Keithley已经推出了一种4x4 MIMO RF测试系统,用于下一代RF通信设备及器件的研发和制造测试。该测试系统包含了Model 2920矢量信号发生器(VSG)、Model 2820矢量信号分析仪(VSA)、Model 2895 MIMO同步单元和MIMO信号分析软件。
根据Keithley的介绍,目前业界尚无其它MIMO测试系统可以支持4x4 MIMO应用和各种商业标准(包括蜂窝、WiMax和WLAN),并提供±1ns信号采样同步、<1ns的峰-峰信号采样抖动,以及<1°的峰-峰射频载波相位抖动。
LitePoint公司则发布了IQmax MIMO测试系统,瞄准带有Wave 2功能性的WiMax设备。IQmax MIMO解决方案结合了多个IQmax-500硬件单元和最新版本的IQsignal软件。二者都已更新以满足新的MIMO要求。
该方案的基本系统虽然只有一对IQmax-500、一个新的同步单元和IQsignal,只能创建2x2结构,但它可以通过再增添两个IQmax-500进行扩展,实现4 x4结构。
LitePoint还为WiMax软件提供IQwave。IQwave可与IQmax结合使用,产生任意WiMax波形,在装载入IQmax的VSG之后产生实际的基带或RF信号。IQwave能够为SISO和MIMO测试产生固定或移动WiMax波形。
安捷伦已经在其VSA、Signal Studio和Mobile WiMax Test Set测量解决方案中增加了对MIMO 和Wave 2的测试支持,以便于测试WiMax论坛的Wave 2系统协议。89601A VSA和N7615B Signal Studio测量产品具有多种测试能力,可支持Wave 2系统协议的物理层信号产生和分析,为工程师进行移动WiMAX的信号分析、信号产生和端到端功能测试提供了所需的工具。其提供的具体功能包括:下行链路所需的matrix A和matrix B信号、上行协同MIMO,以及HARQ bursts和上行试探区带(sounding zone)的创建。
图2:Keithley的MIMO射频测试系统能够根据信号要求(包括802.16e Wave 2 Mobile WiMax)进行MIMO天线测试。
单盒装测试方案
还有少数测试供应商在提供单盒装(one-box)测试方案。这种方案一般包含一个源(或信号发生器)、一个分析仪,以及进行移动WiMax设备或模块测试的软件。例如,安捷伦就推出了一款无线网络综合测试仪和OFDMA测量应用软件,可为移动WiMAX提供一个完整的单盒装发射器和接收器测试解决方案。该工具专门为采用IEEE 802.16e-2005标准的WiMax移动用户设备或模块的测试而设计。N8300A单盒装WiMax参数测试仪提供一种符合标准的802.16e-2005物理层测试工具。而N6301A测量应用软件则可以对移动WiMAX信号进行分析。
N8300A架构集成了安捷伦的矢量信号分析仪(VSA)和矢量信号发生器(VSG)硬件,具有前置面板图形用户界面和SCPI指令集。据安捷伦介绍,用户可以充分利用WiMAX研发测试工具中的测量算法和软件,快速实现测试开发,并在整个产品生命周期内进行测量跟踪。
LitePoint则推出了IQmax-100单盒装制造测试解决方案。该系统集成了VSA和VSG资源,能提供固定和移动WiMax物理层参数的测试结果,包括供产品开发、批量制造和品质保证的所有带宽和数据率选项。这种软件可升级的测试仪旨在支持未来的WiMax实现方案,包括波束赋形和MIMO。它还支持可选的Wi-Fi和蓝牙功能,可测试任何WiMax、Wi-Fi,、蓝牙或组合产品。
与芯片制造商合作
测试厂商正在积极与芯片制造商合作,以创建并集成测试解决方案。比如,安捷伦最近与富士通微电子亚太有限公司合作,把安捷伦的测试仪整合到富士通的移动WiMax芯片组测试解决方案中,实现了两家公司所宣称的目前业界最高的测量吞吐量。安捷伦MXZ-1000是一种用于大批量制造的最优化交钥匙解决方案,且现在增加了富士通芯片组库文件。该系统中还包含了安捷伦E6651A移动WiMAX综合测试仪,设备开发厂商和测试实验室可以利用它来运行已经过验证的协议测试案例,从而验证其实现方案是否符合WiMAX IEEE标准。
安捷伦还和GCT半导体公司联手,双方计划针对GCT的WiMAX芯片组开发一套制造测试系统。安捷伦将借助其E6651A移动WiMAX测试仪和MXZ-1000 WiMAX制造测试系统对GCT芯片组提供支持。最初得到支持的GCT芯片组将是2.3GHz的Wave 1移动WiMAX产品,其中包括GDM-7201S基带和GRF7201射频芯片。接下来,GCT将大规模部署其2.5GHz的Wave 2芯片组。
安捷伦移动WiMAX测试仪带有无线测试管理软件和自动化软件包,可用于校准和验证基于GCT设备的性能,并测试其各种功能,如网络接入。MXZ-1000 WiMAX制造测试系统经过优化,可直接控制GCT芯片组。
安捷伦最近还宣布与Sequans Communications进一步合作,进行Wave 2移动WiMAX移动台(MS)和基站(BS)协议测试。安捷伦把PCT视为确保器件高度互操作性的WiMax认证流程的重要部分。
安捷伦 N6430A WiMAX协议一致性测试和开发解决方案以安捷伦E6651A移动WiMAX综合测试仪为基础,目前正在WiMAX论坛测试实验室使用基于Sequans移动WiMAX芯片的移动终端机来进行先期验证测试。安捷伦 E6651A是用于特性、校准和验证工作的全套RF测量方案。Sequans针对WiMax移动台最新推出的SQN1130 Wave 2-ready MIMO芯片,据称可提供高于30Mbps的吞吐量,且耗电量低于280mW。
当配备有PCT能力时,安捷伦的E6651A移动WiMax测试仪可让设备开发商和测试公司运行已经过验证的协议测试案例,来验证自己的实现方案是否符合WiMax标准。
与此同时,LitePoint的IQfact单盒装测试软件现在可以处理基于Sequans公司WiMax芯片组的产品,为研发和制造应用提供交钥匙测试方案。
该软件包可运行在IQmax-500研发和IQmax-100 WiMax制造单盒装解决方案上。第一版IQfact支持基于Sequans SQN1110移动WiMax芯片的产品,该软件之后将继续升级以支持其它Sequans固定和移动芯片。
作者:罗吉娜
（电子工程专辑）
