平均值技術 - WiMAX信道功率測量方案
現代頻譜分析儀使用多種方法來求取信號的平均值,使信號變得更加平滑。采樣最終在頻譜分析儀上顯示為跡線點的方式在很大程度上取決于平均值技術,主要涉及的參數有掃描時間、視頻帶寬等。
掃描時間
現代頻譜分析儀通常每秒可進行數百萬次采樣。假設選擇平均值檢波,如果增加掃描次數,那么在顯示跡線點之前的一段時間(bucket)內取平均值的數據采樣數量會隨之增加。采樣量越大,所顯示的平均點就越趨向于一致,最終顯示的跡線就越平滑。
視頻帶寬
頻譜分析儀中的VBW濾波器可以減小測量電平的差異,并且在掃描次數增加時仍保持相同的作用。傳統頻譜分析儀和許多現代化頻譜分析儀都是在顯示標度的級別上執行VBW過濾,因此可能會造成功率測量問題。
頻譜分析儀的測量結果既能用對數(dB)表示,也能用線性度(電壓線性度)表示。因為VBW濾波是一種求取平均值的過程,在這些級別上進行任何平均值計算,都有可能出現誤差。例如,在噪聲或近似于噪聲信號的對數平均值計算中可能發生-2.51 dB的誤差。
因此在進行功率測量時,最好在功率標度上使用VBW濾波器。某些現代化分析儀例如Agilent PSA頻譜分析儀和X系列信號分析儀,可在功率標度上使用其VBW濾波器,從而避免了這些實質性的誤差。即便如此,平均值檢波器依然是使結果變得平滑的一個出色工具,并且可在所有配備VBW檢波器的分析儀中使用。
WiMAX信道功率測量設置
對于WiMAX信號這樣的正交頻分復用(OFDM)信號而言,要想進行正確的測量設置還有一些其他的要求。例如,WiMAX中使用的時分復用 (TDD)信號在時域中具有猝發性質。即使在射頻猝發脈沖或子幀期間,功率也會發生改變。由于這些信號具有非連續性,頻譜分析儀很難捕捉到完整的信號。
支持現代頻譜分析儀進行自觸發測量的常用觸發源包括:被測件提供的外部觸發信號、其他同步信號源或信號的射頻猝發幅度電平。通常,能與射頻猝發保持良好同步的外部觸發源是最佳的觸發機制。因為它能為儀器采集數據提供最穩定的觸發,支持可靠和可重復的測量。
對于被測基站生成的WiMAX下行鏈路信號來說,基站自身就可以提供適合的觸發信號。在進行元件分析時,生成激勵波形的信號發生器可以為頻譜分析儀提供一個可用的觸發信號。在沒有可用的外部觸發源時,最好使用實際射頻猝發幅度電平的上升沿來觸發分析儀。依據各分析儀平臺使用的體系結構,使用這種方式觸發測量的順序可能不同。
一旦實現可靠的觸發,接下來考慮的便是應從哪個感興趣的時間區域開始信道功率測量。顯然,測量應該在信號實際有效時進行。但在某些情況下,還要(甚至必須)在射頻猝發脈沖或子幀的“有效”部分中的特定時間段內進行測量。因此,正確選通感興趣的猝發脈沖區域很關鍵。
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圖4 圖中的信道功率測量使用WiMAX下行鏈路猝發脈沖進行選通。該猝發脈沖由1個前導碼和8個符碼組成
圖4顯示了在第二個射頻猝發脈沖期間發生的WiMAX信號的選通區域。盡管第一個猝發脈沖引起觸發,但我們建議在第二個猝發脈沖期間進行選通。這可以確保從選通區域內去除分析儀生成的任何掃描LO瞬時穩定時間。
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圖5 圖中的信道功率測量僅顯示了前導碼的選通
有了穩定的觸發,頻譜分析儀就可以啟動掃描測量;如果是測量TDD無線信號,那么還必須選通出精確的目標區域。例如,某些設計人員可能只對 WiMAX信號的前導碼功率電平或某個特定區域感興趣。圖5顯示了WiMAX信號的選通前導碼測量。這種測量通常稱為WiMAX接收信號強度指標 (RSSI)。在該圖中,前導碼的選通只會使選通參數發生變化,是保證精確測量所必需的。
不同的分析儀平臺
目前市場上已有幾種頻譜分析儀可對WiMAX信號進行信道功率測量。Agilent PSA和X系列分析儀平臺只是其中之一。盡管修改這些儀器上的各種參數對獲得精確的信道功率測量結果至關重要,但設計人員選擇最佳測量方案同樣重要。
以PSA頻譜分析儀和X系列信號分析儀平臺為例。使用外部觸發,可以非常簡單地在頻譜或信號分析儀平臺上進行精確的信道功率測量。然而,要使用射頻猝發脈沖觸發測量,采用以下測量技術非常有幫助:
- 第 1 頁:WiMAX信道功率測量方案
- 第 2 頁:平均值技術
- 第 3 頁:頻譜分析儀平臺
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( 發表人:小蘭 )