以前，RF測試相對簡單。你可測量發射器的功率輸出，借助頻譜分析儀偵測噪聲。在接收器端，則測量噪聲和靈敏度。不幸的是，這些輕松的日子一去不復返了。 

　　隨著先進數字調制方法及軟件定義無線通信架構的引入，如今無線電通信技術已變得越來越復雜，它們以數字信號處理、I/Q信號鏈、多輸入/多輸出(MIMO) 以及其他先進技術為特點。另外，不應忽視為滿足管控規約和互操作性需要必須對這些復雜通訊協議進行的測試。最重要的，操作頻率持續飚升，在沖擊著現有設備的極限以及工程預算。 

　　慶幸的是，測試儀器制造商并非束手無策。所有主要的制造商都在提供工作頻率更高的儀器。另外，它們提供的軟件和硬件可自動完成許多測試，無論是測試新Wi-Fi 802.11n路由器或WiMAX基站上的MIMO、還是評估新芯片是否滿足新的4G長期演進技術（LTE）手機標準的要求。最新發布的特色產品大多都是用于測試LTE和最新的HSDPA3G以及帶有MIMO功能的WiMAX等技術的。 

新標準拓展了技術疆域 

　　如今，LTE和WiMAX已經是萬眾矚目的技術。LTE就是4G手機技術，它是第三代伙伴計劃（3GPP）開發的。雖然并未最終完成(有望在今年下半年獲最終批準)，但其影響足以使芯片和硬件設備制造商長期努力地測試和評估這些新產品。 

　　目前AT&T、T-Mobile和許多歐洲電信運營商使用的是3G WCDMA和HSPA技術，而LTE標準是下一個發展階段。同樣，Verizon也將LTE選為其4G標準，而沒采用Qualcomm開發的超移動寬帶（UMB）方案。 

　　當然WiMAX技術是由IEEE進行標準化的寬帶無線技術。有固定(802.16d-2004)和移動(802.16e-2005)兩種版本。主要應用于寬帶無線因特網接入服務以與有線電視和DSL競爭。但諸如手機及其它回程系統也在變得流行。 

　　一些專家認為WiMAX移動技術也是提供4G手機服務的強有力競爭者。借助網絡電話技術(VoIP)，WiMAX會與LTE爭奪市場。但目前仍未見勝負。許多業內人士認為LTE會勝出，而WiMAX會蠶食局部特定市場。總之，兩種技術都相當復雜。 

　　每種標準都采用了正交頻分復用(OFDM)和正交頻分多址接入(OFDMA)技術。另外，每種標準都提供MIMO選項來擴大覆蓋范圍、提升數據傳輸速率和可靠性。MIMO是一種多射頻多天線技術，這種技術在帶寬上傳輸編碼的并行數據流來提升數據傳輸速率及減緩多通道干擾。測試這些技術已成主要挑戰。 

測試儀器解決測試難題 

　　儀器巨頭安捷倫科技公司在今年2月巴塞羅那的全球移動通信大會和4月美國拉斯維加斯的美國無線電通信展會（CTIA）上推出了一系列無線測試產品。例如，其配合安捷倫Infiniium示波器和MXG信號發生器、用于WiMAX Wave 2測試的最新測試軟件等。 

　　另外，安捷倫的單體全自動E6651A WiMAX Wave 2 MIMO測試儀可執行一致性測試、輻射性能測試、端對端數據傳送、網絡接入/數據連接（圖表1）等功能。N8300A無線網絡測試裝置可提供對WiMAX Wave 2的制造測試進行快速準確的測量。 

E6651A WiMAX Wave 2 MIMO測試儀 

　　還有用于WiMAX除錯的J7910A信號分析儀。安捷倫還與WiMAX芯片組制造商Beceem和Sequans合作為一致性和互操作性驗證提供測試方案。 

　　安捷倫在LTE領域的工作包括一些基于Agilent E6620A無線通信測試裝置的LTE協議開發方案（圖表2）。它具有Anite SAT LTE協議開發工具集的特點。該方案旨在為處在LTE手機早期協議設計階段的工程師提供幫助。 

Agilent E6620A無線通信測試儀 

　　J7910A實時信號分析平臺是另一款LTE產品，也是唯一一款用于千兆位以太網分析的集成高密度方案。安捷倫也為其MXA信號分析儀和MXG矢量信號發生器開發了相應的LTE矢量信號分析軟件。 

　　最后，安捷倫公司有用于無線測試和評估的接收器產品線。擁有6 款型號的W1314A系列產品，涵蓋了所有相關RF頻段和無線技術，如GSM、WCDMA、cdma2000、EV-DO、iDENHE 和WiMAX（包括移動版）。 

　　這些接收器通過迅速確認覆蓋范圍和干擾問題，能夠讓網絡設備制造商和運營商高效部署、優化和檢修他們網絡中采用的所有技術。可對任何支持的無線頻段采用頻譜分析。接收器配有高靈敏度GPS接受裝置，確保準確地報告定位和測試數據。 

　　Anritsu 以其與其MS269XA信號分析儀（圖表3）配套工作、用于LTE的三個軟件簡化了測試。這三個軟件包分別是：MX269020A TE下行鏈路測量軟件、MX269021A LTE上行鏈路測量軟件和MX269908A LTE IQ 生成器軟件；它們全有助于確保LTE設備的兼容性。 

MS269XA信號分析儀

　　MX269020A和MX269021A主要是測量頻分雙工(FDD)模式下3GPP LTE的發射特性。兩個軟件包包括一些專門特性，如一個滾動的快速傅立葉變換(FFT)分析窗口以提供測試靈活性和用戶定義的參考信號。 

　　MX269908A生成兼容3GPP LTE的波形模式文件。這些文件可以通過MS269XA的備選信號發生器以RF信號形式發射輸出以檢測RF接收器特性及進行發射和接收器評估。可創建用戶定義參考信號并將其整合進波形文件進行發射。 

　　為提高LTE基站、移動終端和相關器件的測試效率，所有這些產品都經過了長期完善。軟件直接安裝在MS269XA分析儀上，在測試設置時省去了外接電腦。 MS269XA有幾款不同頻率范圍的型號，起始頻率是50 Hz、最高頻率分別到6、13.5和26.5 GHz。起步價格為34,000美元。MX269020A 和MX269021A都是17,212美元。MX269908A是5164美元。 

　　Anritsu 的MS271xB經濟型頻譜分析儀有多款型號，最高頻率分別為7.1、13和20 GHz。其特殊的解調電路和預寫入測試程序包適用于多種流行的無線和定點技術，如：WiMAX、 WCDMA 和HSDPA、cdmaOne、cdma2000、EVDO以及GSM/GPRS/EDGE。 

　　所有這些型號具有10MHz帶寬和100dB的動態范圍。它們支持13種無線測試選項從而減少了生產測試成本。零檔位功能的數字時間指示器使用戶可以更高精度測試RF功率與時間的關系。時間指示器功能現在是滾動式的，另外：測量速度、遠程I/O數據傳送及按鍵反應時間都快得多。 

　　就創建自動測試來說， National Instruments的LabVIEW 提供了MS271xB可編程測試功能，它支持用高級語言簡易地編寫測試程序。所有產品都有256Mbyte和2Gbyte的USB閃存驅動器、以太網和 USB2.0接口。7.1GHz版和20GHz版的美國本土售價分別為12,950美元和19,959美元。 

　　Anritsu 的MG37020A微波信號發生器是為防御信號模擬和制造自動化測試設備（ATE）應用內的自動化測試系統開發的，其中，最短測試時間和最大吞吐量至關重要。應用包括天線測試、衛星有效載荷測試和陸地微波鏈路測試。 

　　MG37020A 的關鍵指標是其100?s的快速頻率轉換速度。這種基于釔鐵石榴石 (yttrium-iron-garnet)材料發生器的頻率范圍在10 MHz 到20 GHz、變頻步幅為0.001Hz；在10 GHz以上，具有–101 dBc/Hz±10 kHz的低相噪。另外，它基于Windows XP操作系統、帶有彩色觸摸屏。接口有USB 2.0、以太網、IEEE-488 GPIB和RS-232。 

　　Azimuth Systems是最早開發硬連線RF頻道仿真器以測試無線系統的公司之一。該公司的最初努力是致力于解決Wi-Fi測試，目前，其發展對802.11n Wi-Fi產品的測試起著至關重要的作用。現在，Azimuth的ACE MX頻道仿真器用于測試LTE、WiMAX (包括未來的802.16m標準)以及UMB（圖表4）。 

Azimuth的ACE MX頻道仿真器 

　　該仿真器滿足復雜的4G智能天線要求，包括MIMO和波束成型方法。ACE MX覆蓋了400 MHz 到 6 GHz范圍。具有可升級的MIMO配置并同時支持頻分雙工(FDD)或時分雙工(TDD)模式下的單向或雙向操作。它幾乎可以測試所有工作在新 700MHz的新產品。 

　　Keithley公司借助其2920矢量信號發生器(VSG)生成OFDM信號作為測試輸入信號來解決MIMO測試問題。通過使用其它VSG，用戶可以在同一個頻率上生成兩、三或四個帶有不同數據的附加信號來生成最終MIMO信號。需采用 Keithley的2895 MIMO同步單元來協調輸入并生成最終MIMO輸出（圖表5）。 

 

Keithley的2895 MIMO同步單元 

　　在信號鏈的接收端，Keithley的2820矢量信號分析儀（VSA）處理信號的接收和還原。它利用該公司開發的MIMO信號分析軟件對信號進行還原、測量和顯示。且4臺VSG和VSA可以一起使用。此外，可支持多達4x4 (如：2x3、4x3、2x1)的MIMO配設。 

　　Keithley 的920 VSG可以生成10 MHz 到6 GHz信號。可選的任意波形信號發生器（AWG）能讓用戶生成GSM、EDGE、WCDMA和cdma2000、單輸入/單輸出(SISO)無線局域網 (WLAN)、苛刻的40MHz帶寬的802.11n Wi-Fi及WIMAX信號。2920還可作為單體測試單元出售。 

　　同時，2820 VSA可接收高達6GHz信號。其帶寬是40 MHz。它可接收、分析并顯示大多通用無線標準信號，如先前討論2920時提到的各標準以及SISO和MIMO。 

　　為在MIMO測試系統中使用這些測試儀器，需要借助2895 MIMO同步單元，2895可同步所有VSG和VSA。它為全部測試單元提供一個公共本地振蕩器(LO)輸出及一個100MHz數字時鐘和觸發信號以同步用于選定MIMO配置的所有設備。基于PC的MIMO信號分析軟件借助可達4x4的MIMO以幫助用戶測試和測量全部標準。 

　　2920 VSG的起價為17,500美元，2820 VSA是22,500美元。2895 MIMO同步單元是9,900美元，MIMO信號分析軟件為9,500美元。 

　　Rohde & Schwarz公司也在提供幾款新的LTE、WiMAX和MIMO產品。可測試3GPP LTE、WiMAX、802.11 Wi-FI和HSPA+的這樣一整套2x2 MIMO測試系統包括了SMU200A RF信號發生器和AMU200A基帶發生器以及衰減模擬器(如圖6)。這套測試設備可以實時測量所有4個傳播通道的信號衰減。 

R&S的2x2 MIMO測試系統

　　一個典型MIMO系統采用帶兩個信號發射和兩個接收器的2X2格式。測試設置需要兩臺信號發生器和一臺信號衰減模擬器。R&S公司提供一種選擇，它允許用戶使用單一測試儀器對2x2 MIMO接收器進行測量。發生器可以配備一個內部衰退模擬器和兩個RF信號源、兩個基帶信號源。如果配備這些選項，測試儀器可模擬所需的4個衰減頻道。 

　　R&S公司的SMU200A/AMU200A組合測試儀帶有可選固件。它增加了用于3GPP LTE、可針對最多4條信道的頻道編碼和MIMO預編碼。借助它，用戶不再需要外部信號衰減硬件或控制軟件，就可以測試3GPP LTE移動設備。 

　　因信號發生器提供兼容3GPP TS 36.211標準的信號，我們可以測試RF的所有功能。這需要其他儀器或外部PC來計算信號。SMx-K55軟件是R&S SMU200A和其他R&S發生器的另一個選件，它能提供上/下行鏈路的測試功能。 

　　盡管LTE協議很復雜，但R&S的CMW500 LTE協議測試儀可以讓用戶輕松地測試基站和手機（圖表7）。其頻率最高達6 GHz、帶寬是40 MHz。它極大便利了一致性、性能和互操作性測試。全套測試軟件工具和測試程式大大降低了LTE開發難度。 

R&S的CMW500 LTE協議測試儀 

　　就WiMAX 測試方案來說，R&S的CMW270通信測試儀可仿真基站。它把信號發生和信號分析功能集成到一臺設備中，是實現芯片組和移動基站測試的極佳方案。它支持802.16e 移動WiMAX標準、覆蓋100 MHz到6GHz頻段。它還支持WIMAX論壇定義的全部RF規范。 

　　泰克公司（Tektronix Communications）最近發布了一些LTE和WIMAX測試平臺。例如，其G35全面網絡管理和診斷方案涵蓋了所有協議層面和物理接口，包括無線和固定線路接口(圖表8)。它包含G35-LTE功能和負載測試平臺及NSALTE可升級平臺，可進行監控、除錯和優化。 

泰克的G35 

　　Tektronix也推出了G35的WiMAX版本。WiMAX 論壇最近選用該版本，作為其全球WiMAX認證測試實驗室用于測試WiMAX網絡節點互操作性的方案。 

　　盡管Tektronix的H600 RFHawk并不是LTE和WiMAX測試產品，但這款手持數字RF信號捕捉器可用于監視和安保市場（如圖9）。其接收器具有帶一組直觀用戶控制功能的高性能頻譜分析儀，允許用戶快速簡單地對模擬和數字RF發射進行分類和定位。 

Tektronix的H600 RFHawk 

　　搜尋和定位那些非法濫用射頻頻率的無線電發射器是一項具有挑戰性的工作，尤其是在迫切需要降低風險和快速反應的場合。許多隱蔽的信號通過隱藏于合法信號發射源來逃避偵測。RFHawk的開發就是要滿足客戶對快速發現和定位非法模擬和數字RF發射源這一要求的。 

　　其頻譜圖模式能夠讓客戶通過基于快速傅立葉變換的頻譜分析看到真實的信號形態。RFHawk使用稱為頻譜關聯分析的DSP技術來深入到信號內部頻率來發現數字信號的符號速率和其它重復內部速率從而辨別出有效信號。