中心議題：

• 通信技術的發展趨勢
• 測試技術的趨勢和挑戰

解決方案：

• SISO架構到複雜的MIMO架構的轉變
• 測試儀器要有精確的相位控製和更高的帶寬

頻譜趨勢

無線通信的市場需求持續加速
，同時伴隨著向數據應用的轉移
，比如短信息

、網絡瀏覽和GPS等(deng)應(ying)用(yong)。這(zhe)些(xie)應(ying)用(yong)需(xu)要(yao)更(geng)高(gao)的(de)數(shu)據(ju)傳(chuan)輸(shu)率(lv)來(lai)實(shi)現(xian)更(geng)佳(jia)的(de)用(yong)戶(hu)體(ti)驗(yan)，這(zhe)需(xu)要(yao)在(zai)有(you)限(xian)的(de)頻(pin)譜(pu)上(shang)采(cai)用(yong)新(xin)的(de)傳(chuan)輸(shu)方(fang)式(shi)。一(yi)些(xie)相(xiang)當(dang)有(you)效(xiao)率(lv)的(de)調(tiao)製(zhi)方(fang)式(shi)和(he)數(shu)字(zi)編(bian)碼(ma)算(suan)法(fa)得(de)到(dao)了(le)采(cai)用(yong)，與(yu)此(ci)對(dui)應(ying)的(de)是(shi)不(bu)斷(duan)提(ti)升(sheng)的(de)信(xin)號(hao)帶(dai)寬(kuan)——從上世紀90年代的300kHz增長到了今天的40MHz。

通信技術的趨勢

也許日前無線通信技術最顯著的趨勢就是從單輸入單輸出（SISO）架構到複雜的多輸入多輸出（MIMO）架構的轉變。現今的無線電設備多采用單發射機和單接收機的SISO架構，信息在一個時間段采用單種數字符號在單一信道進行傳輸。比如在目前的Wi-Fi係統中
，在一個時間點隻采用一個天線發射或接收一個射頻信號。采用這種方式，天線經常需要切換到最好的信號路徑，但每個天線在一個時間段隻能接收一個頻段的一個數據流。

從SISO到MIMO的轉移允許在多載波上同時傳輸上百種符號。MIMO采用多載波射頻信號來傳輸更多的信息
，並在同一頻段上傳輸所有信號
，在占用相同帶寬的情況下大大改善了頻譜效率。

這一改變是由消費者對移動電話服務不斷增加的需求和數字信號處理器（DSP）價格的不斷下降所驅動的，結果是帶來了高帶寬的無線通信係統。MIMO技術目前可以在廣泛的商用無線通信設備上得以采用，比如移動電話、PDA和筆記本電腦。直接結果是為那些消費設備帶來了更高的數據傳輸率。

測試的趨勢和挑戰

MIMO采用多信號傳輸和接收將頻譜效率帶到了一個新的水平，然而，更高的頻譜效率意味著更複雜的係統。比如說WiMAX係統，采用了正交頻分複用（OFDM）來實現多種符號的並行傳輸。從SISO到MIMO的轉變讓測試工程師麵臨許多值得注意的新挑戰。

複雜的MIMO和OFDM帶來的第一個挑戰是測試儀器可以支持的空間流（spatialstreams）的數量。比如說
，WLAN和LTE都支持四路空間流，而目前的WiMAX使用MatrixA和MatrixB兩路空間流。

jieshoujiceshidetiaozhanshijianghunhezaiyiqidexinhaofenjiechengduoludedanduxinhaohuomaliu。raner，zuidadetiaozhanhaishitongbu。chuanshuduoluxinhaoxuyaozaiduogexindaozhijianshixianxiangweihecaiyangduizhun（samplingalignment）的精確同步。這意味著信號分析儀和信號發生器必須進行精確的同步，來實現精確的和可重複的測量。

在MIMO的發射機中RF載zai波bo的de相xiang位wei也ye需xu要yao得de到dao控kong製zhi。這zhe允yun許xu天tian線xian波bo束shu調tiao整zheng到dao不bu同tong的de方fang向xiang。通tong過guo將jiang天tian線xian波bo束shu調tiao整zheng到dao兩liang個ge不bu同tong的de方fang向xiang，通tong信xin效xiao率lv可ke以yi得de到dao較jiao大da的de提ti升sheng。今jin天tian

，多duo數shu儀yi器qi平ping台tai都dou被bei設she計ji為weiSISO應用，不能方便的調節RF載波的相位。即使那些具備MIMO測試能力的儀器也需要說明RF載波必須處於穩定（比如，RF載波間具有低的抖動）並具有可調整的幅度。然而
，對於下一代測試儀器來說，精確的相位控製是必須的。另一個測試儀器的挑戰是帶寬（BW），MIMO信號特別需要測試儀器具有寬的BW。比如說，WiMAX和LTE目前具備20MHz的BW要求，而WLAN802.11n需要40MHz的BW。

另(ling)外(wai)，在(zai)今(jin)天(tian)的(de)無(wu)線(xian)設(she)備(bei)中(zhong)越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)樣(yang)的(de)移(yi)動(dong)通(tong)信(xin)標(biao)準(zhun)得(de)到(dao)采(cai)用(yong)，或(huo)者(zhe)製(zhi)造(zao)商(shang)可(ke)能(neng)會(hui)采(cai)用(yong)不(bu)同(tong)的(de)標(biao)準(zhun)生(sheng)產(chan)各(ge)種(zhong)設(she)備(bei)。因(yin)此(ci)，測(ce)試(shi)儀(yi)器(qi)需(xu)要(yao)適(shi)用(yong)多(duo)種(zhong)主(zhu)流(liu)的(de)移(yi)動(dong)通(tong)信(xin)標(biao)準(zhun)（比如GSM、GPRS
、EDGE、WCDMA、CDMAOne和CDMA2000等）。測試儀器必須有能力對每個標準做出精確的測量，比如需要保證較小的誤差向量幅度即EVM（EVM在EDGE係統中相當重要）。而因為新的移動通信標準被製造商采用，測試儀器也麵臨更新的問題。理想來說


，製造商希望能用最簡單和成本最低（比如僅改變軟件）來更新測試儀器，以應對新的移動通信和調製標準。


產業對於成本敏感的需求

如ru今jin的de無wu線xian設she備bei變bian得de越yue來lai越yue複fu雜za，競jing爭zheng壓ya力li日ri趨qu增zeng大da
，利li潤run率lv被bei壓ya的de很hen低di。同tong時shi，測ce試shi越yue來lai越yue難nan，單dan位wei成cheng本ben麵mian臨lin增zeng大da的de壓ya力li。麵mian對dui縮suo小xiao的de利li潤run，製zhi造zao商shang想xiang盡jin一yi切qie辦ban法fa來lai降jiang低di成cheng本ben
，這zhe就jiu包bao括kuo降jiang低di測ce試shi儀yi器qi以yi及ji測ce試shi的de成cheng本ben。這zhe不bu僅jin體ti現xian在zai生sheng產chan過guo程cheng中zhong
，同tong樣yang體ti現xian在zai研yan發fa過guo程cheng中zhong，在zai這zhe兩liang種zhong環huan境jing下xia，對dui於yu更geng多duo功gong能neng
、更高吞吐量和更簡單操作的測試設備的需求越來越強烈。

對於多空間流的WLAN、LTE和WiMAX係統的測試，首要目標就是在不犧牲性能的前提下保持每信道流測試成本的降低。然而，測試儀器的成本，特別是在WiMAX係統中，往往會成倍的增加。比如
，為了得到N輸入和M輸出，每個輸入-輸出需要一個獨立的發射機和一個接收機
，或者說一個信號發生器和一個信號分析儀。

更加先進的測試儀器的設計考慮了以上所談到的這些因素。比如
，吉時利（Keithley）公司的下一代MIMO測試平台讓增加對新信號標準和MIMO選項的測試更加簡單和便宜。該平台包括吉時利公司的2920射頻矢量信號發生器
、2820矢量信號分析儀、2895MIMO同步單元和SignalMeister波形生成軟件。該平台支持最大8×8MIMO係統測量
，這種MIMO係統應用在目前商用的802.11nWi-Fi、802.16e移動WiMAXWave2和未來的4G標準LTE（長期演進）和UMB（超移動寬帶）上。

這些測試能力得益於目前產業的創新，比如，基於DSP的軟件無線電（SDR）架構的快速采用改變了測試需求。基於SDR的儀器可以生成或調製幾乎是任何信號（目前可以達到40MHz的調製帶寬），而隻需要進行軟件的更新。這讓測試儀器使用壽命大大增長，因為更新測試係統更加簡單。

DSP技術還提供了突出的性能，包括極低EVM（典型值小於0.5%）的EDGE信號的生成。這實現了精確的、可重複的信號，降低了測量誤差。同樣的，基於DSP的信號分析儀可以在每個通道和每個符號基礎上測量低水平的EVM。DSP技ji術shu同tong樣yang提ti供gong了le高gao的de吞tun吐tu量liang，它ta允yun許xu快kuai速su調tiao諧xie，可ke以yi在zai低di於yu一yi毫hao秒miao時shi間jian內nei在zai大da部bu分fen頻pin段duan切qie換huan頻pin率lv。同tong樣yang的de，不bu同tong幅fu度du信xin號hao的de建jian立li時shi間jian也ye隻zhi需xu要yao幾ji個ge毫hao秒miao。一yi個geDSP平台配置了一個大量的相應波型的存儲記錄，這讓用戶可以在存儲器中記錄大量的波型來實現立即調用。

通過將這些技術最有成本效益的結合在一起，下一代RFceshiyiqirangshebeizhizaoshangnenggouchixujiangdizongticeshichengben。tamenkeyizhixinggengduogengkuaideceshi
，suoduanchanpinshangshishijian，tongshibaozhengchanpinnengdadaoguanjiandexingnengcanshuyaoqiu。