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决定无线测试系统未来的三个趋势

2013-05-04 09:32
络遇
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  正如所预料到的,消费层多标准集成度的提高也已逐渐使半导体行业的价值链变差。为了同时实现低成本和小尺寸,很多芯片厂商现在都提供在同一片芯片上集成多个收发器的SOC架构。

  在半导体和消费产品两个层面向更高集成度的转变对消费者是有利的,而对于工程师,事实证明这对于测试是个巨大的挑战。在过去,工程师可以针对需要测试的各个标准使用不同的台式仪器。导航设备可以用GPS仿真器、蜂窝设备可以用无线测试套件,即使WLAN和蓝牙测试也可以用专用的WLAN和蓝牙测试设备套件。然而,随着无线设备集成度的提高,原来的方法过于昂贵。因此,无线测试领域也发生了根本性的变化。

  所以,未来主流趋势将是提供可以测试大量无线标准的通用RF发生器和分析仪。例如,通过基于LabVIEW的PXI RF测量系统,相同的硬件可用于测试AM、FM、RDS、XM/Sirius、ATSC、DVB、ISDB-T、UHF RFID、GPS、GSM、EDGE、W-CDMA、WiMAX、WLAN和其他标准。当产品设计中加入新标准时,测试多个无线标准的工程师就不再需要每加一个标准就购买一台新的仪器。此外,许多通用仪器可以过一段时间就进行升级,以实现对新标准或新出现的标准的测试功能。

  趋势2:新的标准

  在上个年代,无线通讯行业经历了不断的革新,新的无线手机和网络设备达到了前所未有的数据速率。但是,这种革新也有代价,它也给现在的测试工程师带来了巨大的挑战。下一代通讯设备不仅更为复杂,而且还对测量质量要求更高。

  无线通讯系统最近的一个主流革新是MIMO-OFDM(多入多出–正交频分复用)的出现。1949年,Claude Shannon提出了后人称为“香农定理”的公式,它指出最大信道容量受带宽和信噪比(SNR)的限制,如公式1所示。

  容量=带宽xlog2(1+SNR) 公式1.香农定理

  近年中,人们对技术做出很大的改进,以求提高无线通讯信道的效率。尽管有很多传统的信道,如ATSC(广播视频)和GSM(蜂窝)就采用单载波调制方案,但使用如OFDM(正交频分复用)这样的技术可以达到更高的效率。事实上,DVB-T和IEEE 802.11a/g等一些标准已经使用OFDM来提高信道效率。

  香农定理可用于说明单天线系统的最大吞吐量,但通过采用多天线系统可以得到更高的吞吐量。事实上,固定和移动应用对数据速率的要求不断提高,导致新一代采用MIMO-OFDM技术的通讯标准产生。图1中,我们可以看到新兴的标准,如WiMAX/3GPP LTE和IEEE 802.11n。

  随着固定和移动应用用户对数据速率要求的提高,很可能在未来一两年内我们就会看到WiMAX和IEEE 802.11n等新一代通讯标准被广泛采用。

  对于测试下一代通讯设备的工程师们,采用MIMO-OFDM标准会对测试仪器提出几个关键要求。首先,OFDM信号测试中,对RF测试会有一些非常严苛的要求。许多信号通常都采用更高的带宽,不仅如此,这些信号峰均比(OFDM的一个特征)也更高,因此需要仪器具有更大的动态范围。其次,MIMO系统的开发需要工程师使用同步的RF发生器和分析仪来测试设备。最后,随着新标准以如此之快的速度推出,工程师需要的仪器应不仅可以测试现在的无线标准,还可升级测试未来的标准。

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