中心議題：

• 兼顧設計製造的MIMO測試選擇

解決方案：

• 采用硬件測試方案
• 利用驅動硬件係統的軟件算法

在zai電dian視shi問wen世shi的de早zao期qi，同tong樣yang攜xie帶dai了le無wu線xian電dian信xin息xi的de廣guang播bo信xin號hao也ye通tong過guo多duo條tiao不bu同tong波bo長chang的de通tong路lu被bei電dian視shi機ji的de天tian線xian所suo接jie收shou，給gei人ren們men帶dai來lai了le很hen多duo麻ma煩fan。當dang信xin號hao沿yan著zhe這zhe些xie通tong路lu進jin行xing傳chuan輸shu時shi，電dian視shi天tian線xian接jie收shou到dao的de信xin號hao出chu現xian了le相xiang位wei錯cuo位wei和he相xiang互hu幹gan擾rao的de現xian象xiang。因yin此ci
，人ren們men所suo看kan到dao的de電dian視shi節jie目mu經jing常chang出chu現xian“鬼影”——幹擾電視主畫麵的一些模糊圖像。

zaijintianzhegeshuzihuadeshidai，zheyixianxiangyijingbianchengleyijianyoulideshiqing，danshiyedailailegengdadexitongfuzaxing。tongguolinghuoerqiaomiaodixuanzeceshigongjukeyiquebaozhezhongxitongfuzaxingbuhuiyingxiangshebeidegongneng。

LitePoint公司推出的IQn×n測試係統具有軟硬件相結合的矢量信號生成與分析功能，大大簡化了基於MIMO設備的設計與生產測試。

MIMO技術

目前

，在數字信號處理領域，設計人員通常將寬帶數據分離開
，通過多對“發射器-天線”裝置進行傳輸
，然後捕獲、分辨並重構出原始數據流。這種技術的目的在於采用相同數量的頻譜實現更高的數據吞吐率。當前的MIMO（即多輸入多輸出）技術是與移動WiMAX的“第二波”技術浪潮密切相關的。

MIMO是一種比較複雜的技術，因此將其集成到無線係統中麵臨著諸多挑戰。目前MIMO規範支持“m×n”種發射器（m）和接收器（n）的組合，但是在已有的實際係統中m和n的大小都不超過4。
以黑盒的方式來看，WiMAX設備必須對一定量的數據流進行輸入、分離和發送操作，使得每一個發射信號都滿足MIMO的頻率、頻譜和其他技術指標。WiMAX設備的接收器必須捕獲複合信號，並對其進行解析以產生分離的數據流，然後重構出原始的數據流。

WiMAX在很多方麵與Wi-Fi是類似的。雖然WiMAX相比Wi-Fi支持更高的數據吞吐率和更遠的傳輸距離，但是WiMAX與Wi-Fi一樣，將成為一種具有同等成本與價格的大量市場（mass-market）技術。因此
，盡管WiMAX技(ji)術(shu)比(bi)較(jiao)複(fu)雜(za)，但(dan)是(shi)我(wo)們(men)必(bi)須(xu)加(jia)快(kuai)研(yan)發(fa)速(su)度(du)，並(bing)盡(jin)量(liang)降(jiang)低(di)成(cheng)本(ben)。而(er)且(qie)，由(you)於(yu)用(yong)戶(hu)通(tong)常(chang)對(dui)產(chan)品(pin)質(zhi)量(liang)非(fei)常(chang)敏(min)感(gan)，而(er)對(dui)設(she)備(bei)價(jia)格(ge)不(bu)是(shi)很(hen)關(guan)心(xin)
，因(yin)此(ci)製(zhi)造(zao)測(ce)試(shi)必(bi)須(xu)在(zai)大(da)量(liang)市(shi)場(chang)成(cheng)本(ben)約(yue)束(shu)之(zhi)內(nei)保(bao)持(chi)較(jiao)高(gao)的(de)產(chan)品(pin)質(zhi)量(liang)。

新型的多通道方案

大多數工程師都會因為802.11n標準而將MIMO與Wi-Fi聯係起來。802.11n標準建立在原有的Wi-Fi標準802.11a、b和g之上，確定了一種2×2
、20MHz信道MIMO實現方案。該實現方案使用兩個發射器發送由一條大數據流分離而產生的兩條獨立的數據流（空分多路複用）。這些信號通過多條路徑傳送給兩個接收器，然後由接收器重構出原始信號（如圖1所示）。
實質上，分離的數據流——每個支持50Mb/s範圍內的Wi-Fi數據速率—產生一個具有70Mb/s數據速率的重構數據流（理論上講該速率可達100Mb/s）。並且
，所有這些數據集成在一個20MHz的信道內。因此MIMO相比使用同樣帶寬的傳統Wi-Fi將數據速率提高了50%。

通過使用多路傳輸方式，在每個接收天線上采用空間微分技術
，使得DSP能夠進行信號分離並恢複原始的兩路數據流。使用相同射頻信道的獨立發射器
，在它們各自的天線上發送出獨立的數據，然後
，接收天線彙集所有發射器的複合信號。通過巧妙設計的MIMO報文和先進的DSP，就可以恢複出獨立的數據流。數據速率與發射器和天線數量之間具有幾乎線性的關係，速率的提高並不需要增大信道帶寬。

研發測試

為了實現高效的Wi-Fi MIMO功能

，設計者必須采用一種稱為正交頻分多路複用（OFDM）的複合調製技術，開發出一種能夠產生高質量信號的係統。

MIMO無線架構通常使用零中頻（ZIF），通過同相（I）和正交（Q）調製實現低成本


、高效率的OFDM。其中，基帶信號被分離成I、Q分量。在發射器一側
，係統將這些分量直接送入功率放大器和天線，而在接收器一側，係統對射頻信號進行解調，產生基帶I
、Q分量。

在理想情況下，這種方案是沒有錯誤的，但是實際上多種因素都將帶來麻煩。I和Q信號之間可能會出現不均衡的幅值、相位或群延遲，從而影響調製的精度。載頻不準確、相位噪聲、本機振蕩器泄漏、寄生幹擾和放大器壓縮等都是可能出現的不利因素，因此設計者顯然麵臨著巨大的挑戰。
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研發測試的目的是尋找出這些不均衡的或不利的因素。這些不利因素可能以各種形式表現出來：基帶和射頻芯片性能上的差異、元件容差範圍過大
、傳輸線阻抗失配、與PCB布線相關的寄生電容和電感的差異、放fang大da器qi非fei線xian性xing等deng。盡jin管guan設she計ji者zhe可ke以yi通tong過guo對dui信xin號hao各ge個ge方fang麵mian的de測ce試shi進jin一yi步bu處chu理li這zhe些xie不bu利li因yin素su的de來lai源yuan，但dan是shi，這zhe是shi一yi件jian非fei常chang費fei時shi費fei力li的de事shi情qing
，而er且qie容rong易yi導dao致zhi錯cuo誤wu和he可ke重zhong複fu性xing問wen題ti。

對(dui)於(yu)這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)，更(geng)有(you)效(xiao)地(di)解(jie)決(jue)之(zhi)道(dao)是(shi)采(cai)用(yong)係(xi)統(tong)級(ji)的(de)測(ce)試(shi)方(fang)法(fa)。在(zai)這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)中(zhong)，我(wo)們(men)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)在(zai)一(yi)次(ci)采(cai)樣(yang)內(nei)傳(chuan)達(da)多(duo)種(zhong)信(xin)息(xi)的(de)方(fang)式(shi)，對(dui)設(she)計(ji)的(de)基(ji)帶(dai)信(xin)號(hao)、射she頻pin發fa射she信xin號hao或huo複fu合he接jie收shou信xin號hao的de多duo個ge方fang麵mian進jin行xing采cai樣yang，而er不bu再zai采cai用yong一yi連lian串chuan采cai樣yang的de方fang式shi。通tong過guo這zhe種zhong係xi統tong級ji測ce試shi的de方fang法fa，我wo們men可ke以yi更geng方fang便bian地di快kuai速su分fen析xi所suo捕bu獲huo的de信xin號hao
，並bing找zhao出chu是shi哪na些xie不bu利li因yin素su降jiang低di了le信xin號hao質zhi量liang。

例如，誤差矢量值（EVM）就是一種能夠對捕獲的複合信號進行智能分析的測量手段。EVM能夠直接測量出調製的精度和信號的總體質量，包括幅度和相位誤差，並且能夠即將體現射頻信號失真的所有參數合成在一個視圖內。

EVM是理想的（即沒有誤差的）信號群判定點與實際的測量信號之間的矢量差。如果副載波出現了偏移或者失真過大以至於影響了調製/解調精度，那麼通過信號群的視圖（如圖2所示）就可以立刻反映出來。通過平均EVM信號的dB值與副載波調號之間的關係圖，我們可以發現一些諸如由群延遲導致的問題。


如果將矢量信號發生器（VSG）和矢量信號分析儀（VSA）liangzhonggongnengzuhezaiyiqigouchengyitaoxitong，namecaiyongzhezhongxitongjiukeyichanshengjieshouceshisuoxudedianxingfuhexinhao
，yijifasheceshisuoxudedulixinhaoliu。zhezhongxitonghainenggoutigongxinhaodequnshituheqitayixiejieguo
，tongguojiaoshaodeceshiyiqipeizhigongzuojiunenggouxunsufangzhimouxieshejiwenti。

製造測試

假(jia)設(she)試(shi)生(sheng)產(chan)的(de)設(she)計(ji)徹(che)底(di)地(di)通(tong)過(guo)了(le)測(ce)試(shi)與(yu)驗(yan)證(zheng)，然(ran)後(hou)接(jie)下(xia)來(lai)的(de)製(zhi)造(zao)測(ce)試(shi)就(jiu)是(shi)另(ling)外(wai)一(yi)種(zhong)完(wan)全(quan)不(bu)同(tong)的(de)情(qing)況(kuang)了(le)。這(zhe)時(shi)，我(wo)們(men)不(bu)再(zai)關(guan)心(xin)如(ru)何(he)尋(xun)找(zhao)設(she)計(ji)缺(que)陷(xian)的(de)問(wen)題(ti)——假jia設she設she計ji是shi好hao的de，所suo有you的de問wen題ti都dou是shi由you裝zhuang配pei誤wu差cha引yin起qi的de。因yin此ci，我wo們men的de目mu標biao是shi建jian立li一yi種zhong快kuai速su而er全quan麵mian的de測ce試shi方fang案an，能neng夠gou識shi別bie出chu不bu滿man足zu某mou些xie裝zhuang配pei質zhi量liang規gui範fan的de部bu件jian。

製(zhi)造(zao)測(ce)試(shi)的(de)成(cheng)本(ben)在(zai)整(zheng)個(ge)設(she)備(bei)成(cheng)本(ben)中(zhong)隻(zhi)能(neng)占(zhan)一(yi)小(xiao)部(bu)分(fen)，否(fou)則(ze)它(ta)就(jiu)會(hui)影(ying)響(xiang)產(chan)品(pin)的(de)定(ding)價(jia)。由(you)於(yu)製(zhi)造(zao)測(ce)試(shi)的(de)目(mu)標(biao)是(shi)尋(xun)找(zhao)製(zhi)造(zao)缺(que)陷(xian)而(er)不(bu)是(shi)設(she)計(ji)缺(que)陷(xian)，因(yin)此(ci)這(zhe)裏(li)所(suo)用(yong)的(de)測(ce)試(shi)係(xi)統(tong)不(bu)必(bi)像(xiang)研(yan)發(fa)測(ce)試(shi)中(zhong)所(suo)用(yong)的(de)測(ce)試(shi)係(xi)統(tong)那(na)樣(yang)具(ju)有(you)全(quan)部(bu)的(de)功(gong)能(neng)。不(bu)僅(jin)測(ce)試(shi)目(mu)標(biao)有(you)所(suo)不(bu)同(tong)，而(er)且(qie)測(ce)試(shi)時(shi)間(jian)也(ye)必(bi)須(xu)縮(suo)短(duan)。

在(zai)製(zhi)造(zao)過(guo)程(cheng)中(zhong)，由(you)於(yu)群(qun)延(yan)遲(chi)而(er)導(dao)致(zhi)的(de)設(she)計(ji)缺(que)陷(xian)已(yi)經(jing)得(de)到(dao)了(le)確(que)認(ren)和(he)解(jie)決(jue)，因(yin)此(ci)在(zai)製(zhi)造(zao)測(ce)試(shi)過(guo)程(cheng)中(zhong)沒(mei)有(you)發(fa)現(xian)的(de)所(suo)有(you)群(qun)延(yan)遲(chi)問(wen)題(ti)將(jiang)成(cheng)為(wei)必(bi)須(xu)查(zha)明(ming)的(de)製(zhi)造(zao)缺(que)陷(xian)。

如(ru)果(guo)驅(qu)動(dong)硬(ying)件(jian)係(xi)統(tong)的(de)軟(ruan)件(jian)算(suan)法(fa)能(neng)夠(gou)反(fan)映(ying)不(bu)同(tong)條(tiao)件(jian)下(xia)的(de)獨(du)特(te)測(ce)試(shi)需(xu)求(qiu)
，那(na)麼(me)采(cai)用(yong)一(yi)套(tao)這(zhe)樣(yang)的(de)硬(ying)件(jian)測(ce)試(shi)方(fang)案(an)就(jiu)可(ke)以(yi)同(tong)時(shi)實(shi)現(xian)研(yan)發(fa)測(ce)試(shi)與(yu)製(zhi)造(zao)測(ce)試(shi)。利(li)用(yong)軟(ruan)件(jian)實(shi)現(xian)必(bi)要(yao)的(de)靈(ling)活(huo)性(xing)對(dui)於(yu)當(dang)前(qian)的(de)無(wu)線(xian)市(shi)場(chang)具(ju)有(you)特(te)別(bie)的(de)意(yi)義(yi)。

當前的無線通信標準發展十分迅速，這要求測試係統非常靈活：硬件係統的功能特征可以通過軟件來定義。LitePoint公司的IQ係列產品就是這樣的一個例子，它在一個公共的平台上實現了“n×n”的MIMO測試係統，稱為IQn×n MIMO。該係統利用DSP和同步硬件，再配以IQsignal測試軟件，同時滿足了研發測試和製造測試所需的靈活性，隻需要進行少許的軟件切換和I/O改動即可。IQmax MIMO版本還可用於Wi-Fi MIMO係統。