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          新的解決方案加速UWB 物理層驗(yàn)證

          作者: 時(shí)間:2012-04-06 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          (超寬帶)無(wú)線技術(shù),以其高傳輸速率、低功率、小范圍的特點(diǎn),得到了越來越多新興無(wú)線技術(shù)的青睞。但是它非常高的調(diào)制帶寬(通常高于500MHz)和相對(duì)帶寬(>20%),又給研發(fā)和測(cè)試產(chǎn)品帶來了很多挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的通用測(cè)試方法,在面對(duì)特性的時(shí)候,會(huì)顯得力不從心。

          本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/194125.htm

          首先是信號(hào)接收和分析:傳統(tǒng)的頻譜分析儀是窄帶接收機(jī),無(wú)法測(cè)量超寬帶信號(hào)的實(shí)時(shí)頻譜,最多只能使用“最大保持”一類的功能獲得MB-OFDM信號(hào)的頻譜包絡(luò)。

          矢量信號(hào)分析儀的實(shí)時(shí)分析帶寬一般不超過120MHz,只能勉強(qiáng)測(cè)量一些低速率信號(hào)在某個(gè)特定時(shí)刻的調(diào)制域特性,無(wú)法完全滿足MB-OFDM的驗(yàn)證要求。

          在信號(hào)的生成方面,MB-OFDM也有很高的要求。通用的測(cè)試方法是使用矢量信號(hào)源。但是流行的矢量信號(hào)源內(nèi)置的IQ基帶發(fā)生器一般只有產(chǎn)生幾十兆調(diào)制帶寬的能力,對(duì)于MB-OFDM至少528MHz、動(dòng)輒超過1.5GHz的要求難免力不從心。所以可行的是高性能矢量信號(hào)源和高性能任意波形發(fā)生器的配合。

          在探測(cè)方式上,由于高的集成度,被測(cè)MAC/PHY的所有基本器件(見圖3)一般都被封裝在一個(gè)芯片內(nèi)。所以有別于一般軟件無(wú)線電系統(tǒng),驗(yàn)證測(cè)試人員可能無(wú)法再在基帶、中頻和射頻上都有相應(yīng)測(cè)試點(diǎn)—而射頻天線就成為唯一可行的探測(cè)端口,來進(jìn)行互操作驗(yàn)證。

          最后,由于無(wú)線設(shè)備有別于流行的有線應(yīng)用(如高速串行設(shè)備)。所以消費(fèi)電子開發(fā)者如何利用已有工具、提高儀器利用率也是一個(gè)解決是否合理的重要考慮方面。

          一種新的驗(yàn)證

          針對(duì)于MB-OFDM系統(tǒng)的測(cè)試挑戰(zhàn),泰克公司提出了一種驗(yàn)證測(cè)試方案:在接收機(jī)方面,使用通用儀器中的寬帶接收機(jī)—示波器做信號(hào)采集設(shè)備,配以專為MB-OFDM信令設(shè)計(jì)的解調(diào)軟件TDSUWB WiMedia V2做信號(hào)分析;發(fā)射機(jī)方面,頻段組一可以用最新的AWG7102直接產(chǎn)生,而更高的頻段組的信號(hào)可以用雙通道的AWG7000系列任意波形發(fā)生器配合調(diào)制器得到。由于這些硬件測(cè)試設(shè)備也廣泛用于諸如高速串行信號(hào)的研發(fā)測(cè)試中,所以能夠提高設(shè)備利用率、最大化資源效能。

          這種通用測(cè)試系統(tǒng)的配置和工作原理見圖1。

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          圖一:射頻芯片的功能框圖

          本系統(tǒng)中,示波器的選擇非常重要。在通用有線測(cè)試中,我們選擇示波器一般會(huì)遵循“捕獲信號(hào)的三到五次諧波”的規(guī)則。而當(dāng)示波器作為射頻信號(hào)接收機(jī)時(shí),我們有“75%帶寬原則”:通常示波器的頻率響應(yīng)(包括幅頻特性和相頻特性),從直流到標(biāo)定帶寬的75%處是比較理想的,即趨近理想的平坦幅頻特性和線性相位響應(yīng)。所以在選擇用來驗(yàn)證MB-OFDM信號(hào)的示波器時(shí),就需要將使用頻帶的上限值除以0.75,得到示波器的最小帶寬要求。例如:BG5的最高載波頻率為10.56GHz,則作為接收機(jī)的示波器帶寬應(yīng)該為(10.56GHz/0.75=14.08GHz);頻段最低的BG1(最高載頻約4.75GHz)的信號(hào)接收機(jī)也需要至少6.3GHz帶寬。泰克的DPO/DSA71604、DPO/DSA72004是此類應(yīng)用示波器市場(chǎng)上性能最強(qiáng)的選擇,它擁有超過16GHz的真實(shí)模擬帶寬,可以滿足所有UWB頻段組的需要,并覆蓋到Ku波段及以下的通用應(yīng)用;同時(shí)兼顧新一代串行標(biāo)準(zhǔn)(如PCIE II、SATA III、2x XAUI、FBD、XFI等)的三到五次諧波或以上;另外,MB-OFDM信令中的突發(fā)傳送時(shí)間一般較長(zhǎng)(如BeaconSlotLength為85us),要求示波器有較長(zhǎng)的存儲(chǔ)深度能夠捕獲豐富的波形信息來供分析使用,DPO/DSA70000系列的標(biāo)配10M、可選200M高速內(nèi)存可以50GS/s的采樣率輕輕松捕獲長(zhǎng)達(dá)8ms信號(hào),這樣的能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其它廠商類似解決方案的40GS/s 采樣率下50us的捕獲長(zhǎng)度。當(dāng)然,充足的信息也保證著測(cè)試人員對(duì)分析結(jié)果的信心。

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          圖二: 各地可使用的頻段 (綠色代表可用)

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          圖三 射頻芯片的功能框圖

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          圖四 可以滿足MB-OFDM信號(hào)驗(yàn)證和高速串行信號(hào)測(cè)試的通用閉環(huán)測(cè)試系統(tǒng)

          泰克針對(duì)MB-OFDM信令的分析軟件TDSUWB WiMedia V2是業(yè)界第一個(gè)專業(yè)的自動(dòng)分析軟件。其可以完成“一鍵式”驗(yàn)證測(cè)量工作。對(duì)指定的數(shù)據(jù)包或者所有捕獲的數(shù)據(jù)包,它可以實(shí)現(xiàn)的功能有:自動(dòng)識(shí)別頻段組;自動(dòng)識(shí)別時(shí)間頻率碼(TFC);自動(dòng)分析調(diào)制模式、調(diào)制速率并進(jìn)行解調(diào);顯示星座圖、計(jì)算矢量幅度誤差的RMS和峰值(EVM);并可以把所有分析的數(shù)據(jù)(包括分析時(shí)間、信號(hào)來源及以上所有分析結(jié)果)歸檔(見圖5)。同時(shí),該軟件也有通用的實(shí)時(shí)頻譜分析功能,可以分析MB-OFDM的頻譜特性、自動(dòng)套用PSD(功率譜密度)模板進(jìn)行頻譜一致性測(cè)試(見圖6);還可以分析諸如線性調(diào)頻信號(hào)等隨時(shí)間變化的RF信號(hào)的時(shí)頻特性(見圖7)。

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          圖五 MB-OFDM信令分析

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          圖六 發(fā)射信號(hào) PSD模板一致性測(cè)試(頻帶二)

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