分析破解WiMAX技术物理层测试方案

出处:datouyuan 发布于:2011-08-30 14:26:53

  WiMAX全称为,即微波接入互操作性,是一项基于IEEE 802.16标准的宽带无线接入城域网技术(Broadband Wireless Access Metropolitan Area Network) 。R&S对此提供了有针对性的测试解决方案。

  它是一种无线城域网技术(WMAN),一个基站就可为3到10公里半径范围内的多个固定用户提供100Mbps的下行数据传输速率,以及为3公里半径范围内的多个移动用户提供15Mbps的下行数据传输速率。IEEE802.16-2004是对802.16a和802.16d的修订,主要用于固定宽带无线接入,包含OFDM和OFDMA技术;IEEE802.16e-2005标准是IEEE802.16-2004标准的扩展,它增加了对移动宽带数据接入的支持。

  物理层测试

  在WiMAX的技术中,主要采用OFDM技术作为非视距连接(NLOS)的信号传输方式。众所周知,OFDM信号由一些正交的载波构成,每个载波上均进行数字调制,与相同数据速率的单载波技术相比,OFDM信号具有更长的符号周期,所以,该技术具有很强的抗多径衰落的性能。和无线局域网WLan相比,WiMAX信号带宽不固定,可以从1.25MHz变化到28MHz。在IEEE802.16-2004中,有OFDM和OFDMA两种模式,在OFDM模式中,具有200个子载波,并可按TDD或FDD方式工作;在OFDMA模式中,子载波数目可变,并为每个用户分配载波组(子信道)来传输该用户数据,载波数目大大增加。IEEE802.16e-2005支持移动或者漫游宽带数据接入。韩国标准WiBro是一种特殊的802.16e技术。

  对于WiMAX设备而言,物理层测试(RF测试)是保证其具有良好质量和正常工作的必需手段。R&S公司根据WiMAX测试的需要,推出了相应的WiMAX信号产生和信号分析的设备,能对接收和发射部分进行完备的测试,以对WiMAX设备进行全面的评估。

  接收机测试

  R&S公司的数字信号源SMU,SMJ,和SMATE配合相应WiMAX选件SMx-K49可以支持各类WiMAX信号的产生,包括信号帧内容配置,信道编码等。利用该设备,可以生成所需WiMAX信号进行接收机的测试。

  WiMAX信号产生

  OFDM(正交频分复用)是一种多载波数字调制技术,它具有较高的频谱利用率,且在抵抗多径效应、频率选择性衰落或窄带干扰上具有明显的优势。而OFDMA是利用OFDM的概念实现上行多址接入,每个用户占用不同的子载波,通过子载波将用户分开。OFDMA允许单个用户仅在部分子载波发送,降低了对发送功率的要求。

  在SMU中,可以完成IEEE802.16-2004,IEEE802.16e-2005和WiBro信号的生成。在信号生成过程中,根据测试的要求,对信号各项重要的参数进行设置。如物理层模式(OFDM/OFDMA),双工方式(TDD/FDD),上下行,帧结构,Zone/Segment,信号带宽,调制方式,burst类型,数据长度,子信道等。

  其中,WiMAX信号生成具有以下特点:OFDMA模式中,支持多达8个Zone,每个Zone可以单独进行配置,其类型可以设置为FUSC、PUSC、AMC2×3和Sounding。OFDMA模式中,Burst信道编码支持CC和CTC。

  支持空时编码,可以选择MatrixA或MatrixB,再配合SMU双通道的设计概念,可以非常方便地产生经过衰落的发射分集的两路信号。

  衰落模拟

  为了测试WiMAX接收机的性能,尤其是802.16e,衰落环境下的测试显得尤为重要。目前,SUI(StanfordUniversityInterim)模型(SUI1-SUI6)可以用来进行相关的WiMAX衰落测试,在SMU200A的衰落模拟器中,预定义了SUI模型,用户可直接调用。

  MIMO

  MIMO(多进多出)是未来移动通信的关键技术。MIMO技术主要有两种表现形式,即空间复用和空时编码。这两种形式在WiMAX协议中都得到了应用。WiMAX相关协议还给出了同时使用空间复用和空时编码的形式。支持MIMO是协议中的一种可选方案,结合自适应天线阵(AAS)和MIMO技术,能显着提高系统的容量和频谱利用率,可以大大提高覆盖范围并增强应对快衰落的能力,使得在不同环境下能够获得的传播性能。

  SMU200A具有双通道的设计概念,在每个通道都能够独立产生所需WiMAX信号;在具体的WiMAX信号配置中,支持相应的空时编码,以区分不同天线的信号;此外,SMU200A的衰落模拟器可以分别工作在两个通道,两个衰落通道可以设置其相关性。因此,SMU200A可以完全支持用于发射分集(2×1)和接收分集(1×2)的测试。对于2×2的MIMO或者多于2×2的MIMO,例如beamforming,R&S公司将会在近期推出基于SMU200A的实现方案,因此,SMU200A会支持WiMAX中全面的MIMO测试。

  发射机测试

  R&S公司的信号分析仪FSQ配合相应的WiMAX选件FSQ-K93可以进行各类WiMAX信号的分析,包括频域特性,时域特性和调制质量。利用该设备,可以进行完备的WiMAX发射机测试。在FSQ中,对WiMAX信号的分析结果以数值列表方式显示。

  在数值列表中,包括了EVM、IQ不理想性、频域和时域功率、符号时钟误差、频率误差、CINR、RSSI、CrestFactor和导频BER等参数测试结果。此外,相位频率误差对应于Preamble的变化,频谱平坦度,群延时,星座图,bit流,Burst统计信息,频谱发射模板(IEEE,ETSI),邻信道功率和CCDF等。

  R&S将于近期推出针对MIMO测试的信号分析方案,甚至包括了相位相干的多通道分析功能。可见,信号分析仪FSQ可以对各类WiMAX信号进行分析,从而对WiMAX发射机的质量作出全面的评估。该产品操作简单,测试稳定。



  
关键词:测试

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