雖然UWB保證了高數據傳輸速率，在實驗室產生這些信號并維護其信號完整性是一個非常復雜的過程。一項獨特方法利用任意波形(AWG)來產生WiMedia信號，但其保留了簡單的專用UWB芯片組。利用這一基于AWG的獨特WiMedia信號產生方法的RF設計工程師們將有幾種選擇，這包括了IQ-基帶、IF和直接RF合成信號產生技術。 

　　為了提供高數據傳輸速率，美國聯邦通訊委員會(FCC)在2002年批準了在3.1GHz到10.6GHz頻段無需牌照即可使用UWB設備，只要信號帶寬(BW)大于載波頻率的25 ％(即部分帶寬=(FH-FL)/FC>25％，或總BW> 1.5G Hz)。其中的方法之一就是UWB-WiMedia協議，其采用了多頻帶-OFDM技術。WiMedia規范將UWB頻譜劃分為六個頻帶組，其中有5個不同頻帶組(頻帶組1至4以及頻帶組6)，每個頻帶組包括了3個頻帶，而第六個頻帶組(頻帶組5)涵蓋了兩個頻帶。每個頻帶具有528MHz的帶寬。 

　　物理層在每個528MHz頻段內采用了具有122音的OFDM技術。然后，OFDM采用時頻碼(TFC)傳播。兩類傳播的定義分別是：一種是利用超過3個頻段進行跳頻，并且稱為時頻交織(TFI)。另一種是在單一頻段內進行發送，并且稱為固定頻率交織(FFI)。對于頻帶組1、2、3、4和6，定義了10種不同的TFC，具有7種 TFI和三種FFI。對于頻帶組5，定義了3種FFI，從而使總的信道數為53。 

　　公式1定義了發射機WiMedia RF信號： 

　　其中Re{…}表示信號的實部。TSYM是符號長度，Npacket是包中的符號數，fc(m)是第m個頻段的中心頻率，q(n)是將第n個符號映射到適當頻段的函數，而sn(t) 是代表第n個符號的復數基帶信號，其必須滿足以下特性：對t<0和t TSYM，sn(t)=0。第n個符號的準確結構取決于其在包內的位置。 

　　在每個頻帶組內采用多達10種不同的TFC編碼來規定獨特的邏輯信道。 頻帶組1的TFC及有關基礎序列如表1所示。三個波段中波段跳頻的符號表示由TFC1確定，如圖1所示。 

　　產生可以測試廣泛UWB設備類型的WiMedia信號是一項挑戰。這一實驗不僅要建立起與協議所定義的一致性，還必須建立工作余度。目前，有兩種方法可以生成WiMedia信號。這兩種方法都有其自身的優點和缺點，向設計師提供了可用于不同測試要求的選擇。 

　　第一種方法如圖2中的上半部分所示。第一種方法提供了任意波形發生器的全部優點，例如創建真實世界的信號，其中包括了失真和惡化，以及在RF中的跳頻(其是強制作為每個WiMedia 規范，并涉及使用昂貴而復雜的協議，例如外部跳頻器)。盡管第二種方法采用了專門的UWB芯片組來用于待測設備(DUT)，如圖2的下半部分所示，其提供了頻帶跳躍信號功能，但并不提供AWG所具備的功能靈活性及RF靈敏性。因此，其用于開發生成基于WiMedia UWB波形的混合方法，并且該方法要具備第一種方法所具有的能力，而還要保留第二種方法的簡單性，這是非常理想的情況。具有這些特點的獨特方法的實現將在以下討論中加以論述。 

　　在載波頻率高達10 GHz下，合成帶寬超過1.5GHz的信號，這超過了無線通訊測試中所使用的傳統矢量信號產生結構的能力。對于必要的調制和基帶帶寬，UWB- WiMedia信號的跳頻特性以及信號I和Q成分的任意幅度、時間和頻率響應失調的影響，需要更多的努力來達到UWB-WiMedia信號所要求的信號質量。除下列對產生UWB信號的潛在結構的說明外，表2列出了不同配置所要求的AWG的更多細節。 

結構1：IQ基帶產生及正交調制 

　　這是傳統的矢量信號發生器結構。可以實施的跳頻技術方式有兩種：通過合成符合每個符號頻移要求的基帶IQ對，或通過在IQ調制器中改變LO頻率來實現。跳頻信號基帶生成的實際實現方式需要采樣率大約2 Gsps且模擬帶寬在1 GHz的范圍內的雙信道AWGS。在IQ調制器內通過控制載波頻率來實現跳頻，需要具有在小于70 ns內跳躍超過1GHz的能力。 

　　由于目前實現方式采樣率和跳頻速度的局限性，使其僅限于非跳頻信號的生成。作為用于I和Q基帶組分的兩個獨立信號通路，其對準是非常關鍵的，從而獲得令人滿意的結果。審慎而長期校準的過程所需要額外的高性能分析設備是必要的，并且可能經常要進行校準(由于有關的溫度和時間延遲漂移)。 

結構2：IF生成饋電上變頻器 

　　在此方法中，采用一個單一信道的AWG來產生UWB信號，提供給涵蓋所需頻率范圍的上變頻器。AWG的實際要求取決于跳頻工作的實現。1.5Gsps的采樣速度是用以產生非跳頻信號的最起碼要求。生成跳頻信號需要兩倍速率(大于3.2Gsps)。在這一系統所使用的上變頻器對非跳頻和跳頻信號將要求至少750MHz或2GHz的上變頻轉換帶寬。 

　　盡管這一方法還需要仔細的幅度和相位校準程序來達到最高水平的調制和頻譜精度，但它的要求更為嚴格，這是因為I和Q成分都通過校準來定義，并共享相同的信道。該策略的主要限制是將顯示在頻譜中處理信號圖像。通過使用覆蓋目標頻帶的模擬帶通濾波器，可能減少這一影響。帶通濾波器所引入的幅度和群延遲失真，可作為校準程序的一部分來進行補償。 

結構3：直接RF合成 

　　在這種配置下，在最終的頻率下單一信道AWG直接產生UWB信號。AWG需求的速度和模擬帶寬主要取決于所覆蓋特定頻帶組，而不是最終信號的跳頻特性。對于頻帶組1(最大頻率 4.752MHz)，最低10Gsps的采樣速率和5GHz的模擬帶寬是必要的。頻帶組2需要15Gsps的采樣速度和7GHz的模擬帶寬。 

　　泰克公司的AWG7102在 20Gsps下能夠產生5.8GHz帶寬的波形，所以有可能在具有足夠性能余度的頻帶組1內產生跳頻信號。校準所需的直接RF合成很低。受控熱行為、低漂移，以及去除了額外的外部設備，允許其只采用廠級校準來建立保持可接受的延長時間周期的信號質量。 

設備的設置與評估 

　　　采用如圖3所示的測試裝置采集實驗數據，其實現了直接RF合成結構。采用泰克公司的AWG來生成全部WiMedia信號。AWG7000系列AWG具有極高的采樣速率、帶寬和信號保真度。例如，該設備具有由5Gsps至20Gsps(10位)的采樣速率，還具有一個或兩個輸出信道。該設備還可運行在打開的Windows (Windows XP)下，并能與外設連接,兼容第三方軟件。 

　　采用具有40Gsps和15Gsps帶寬采樣速率，64 mega采樣記錄長度以及UWB分析能力的高帶寬數字采樣示波器(DSO)來實現全部測試。由示波器所引入的幅度和相位失真很低，由于內置了實時、基于DSP的補償技術，在生產過程中實現了時域校準程序。因此，示波器的高精度以及跟蹤能力使得其適合波形發生器的校準程序。 

　　對EVM數據設備所收集的不同位速率和調制方案(QPSK和DCM)的基本實驗結果進行歸類。正如表3中數據所反映的，該設備產生的全部數據表明直接RF合成會產生優于標準所指定的- 19.5 dB EVM大約-30dB的EVM。由于AWG的高采樣速率和帶寬，該設備還具有跳頻而無需外部頻率跳躍器的能力。 

　　該設備易于控制和配置。在頻帶組1中使用泰克AWG7102，沒有任何預失真就獲得了良好的頻率響應平坦度。圖4表示了泰克示波器所捕獲的該信號頻譜。這種直接合成實現法通過了獨一無二而簡單的設備產生了純凈、高品質的UWB WiMedia跳頻頻帶組1的波形。該實施方法還提供了向UWB WiMedia波形中增加受控干擾和失真的靈活性。因此，它具有其他基于AWG方法的精確性，但保留了使用專用UWB芯片組向待測設備提供信號的簡單性。