無線網絡 WiMax射頻測試應用

WiMAX技術要在具體的應用場景中體現出自身的優勢,才能得到市場的認可,這就需要通過應用測試來衡量系統的性能參數。WiMAX的測試方法分為三部分：協議分析、無線射頻分析,傳輸性能分析。根據協議分析、無線射頻分析和傳輸性能分析得出測試的綜合結果。

WiMAX 接收測試

在進行WiMAX放大器及模塊測試時,需要輸入一個理想的測試信號;在進行BS(基站),RS(中繼站)或SS(終端)接收機性能測試時,需要輸入一個經過空間信道傳輸的測試信號。

數字矢量信號源SMU/SMJ/SMATE可以產生包含了完整的無線幀設置,MAC(媒體接入層)設置,信道編碼等符合規范或用戶自定義的WiMAX信號。

無線幀設置

OFDM模式

圖1是OFDM TDD模式的幀結構。



圖1 OFDM模式幀機構

下行子幀包含三個部分：Preamble(前導),FCH(幀控制頭)和下行data burst。

Preamble位于上下行子幀的起始,用于收發信機之間的同步以及信道估計。在符號結構上分為long preamble和short preamble：long preamble用于下行子幀,由兩個符號組成,其中第一個符號每四個子載波出現一次,第二個符號每兩個子載波出現一次。Short preamble用于上行子幀,由一個符號組成,每兩個子載波出現一次,如果下行子幀傳輸多個data burst,那么每個burst之間的midamble也是 short preamble。

FCH(Frame control header)位于Long Preamble之后,由一個符號組成,包含了一些系統信息如基站ID和DL data burst的屬性,用于接收機進行解調。

DL Burst包含了MAC PDU(協議數據單元)和一些廣播信息,如DL-MAP、UL-MAP、DCD(下行信道描述)、UCD(上行信道描述)。一個完整的PDU應由48比特的MAC Header,Payload(資料段)和循環冗余校驗CRC組成。

上行子幀除了Preamble和UL PDU之外,還包含了ranging(測距)部分。Ranging的過程是由SS發送請求給BS,以進行發射功率,時延和頻偏的調整。

OFDMA模式

圖2是OFDMA模式的幀結構。



圖2 OFDMA模式幀機構

由于引入了基于logical subchannel(邏輯子信道)的Access,OFDMA的無線幀結構要復雜一些。圖2顯示了由symbol number和subchannel number組成的幀結構平面,Preamble,FCH,廣播信息和data burst都分布在此平面上。這個平面由Zone和segment組成,它們彼此通過symbol offset和subchannel offset區分。

對于subchannel的使用分為PUSC和FUSC,即部分使用subchannel和全部使用subchannel,而subchannel分為六組,其數量由FFT Size決定,FFT Size 2048/1024/512/128分別對應60/30/15/3個subchannel。

RS信號源SMU目前可支持Preamble, FCH, DL-map, UL-map, ranging, MAC PDU(MAC Header;Payload;CRC)的自動生成或自定義設置。對于OFDMA(WiBro)模式,可支持多達8個Zones和3個segments的配置。

WiMAX信號產生應用

預設置幀結構

802.16測試規范中并沒有定義類似于3GPP的test model,只是給出了一些用于接收機靈敏度測試的test message,在SMU中預設置了三種不同長度(288/864/1536bits)的message,并且每一種message都提供了不同的調制方式和編碼速率。這項應用可以方便快捷的生成WiMAX信號。

上下行信號同步發射

在一些基站,直放站,模塊等測試環境中,常常需要WiMAX信號同時包含上下行部分,模擬相互之間的干擾。內置兩個信號通路的SMU提供了該項功能。

TDD模式：通過基帶單元A觸發基帶單元B,并且在基帶部分進行疊加,再通過調整兩者之間的觸發時延,便可以用一路射頻通道輸出包含完整上下行數據的TDD信號。

FDD模式：如果上下行信號載頻間隔不超過+/-40MHz,則可以通過上述基帶疊加功能,再設置相應的頻偏即可;如果載頻間隔較大,則可以通過兩路射頻分別輸出同步觸發的上下行信號。

衰落模擬應用

收發信機之間的傳輸常常在空間信道下進行,其間不僅存在視距傳播,還包含了由于環境影響產生的反射和折射,以及在移動狀態下產生的多普勒頻移等。SMU提供了多達40個路徑的衰落仿真器,可以模擬多種衰落屬性以及動態衰落環境。