1 WiMAX簡介

無線接入互聯網和無線多媒體數據業務的巨大需求推動了無線通信技術的快速發展，通信技術寬帶化，IP化和移動化成為未來的發展趨勢。WiMAX技術是以IEEE802.16系列標準為基礎的寬帶無線接入技術，近兩年發展迅速，并逐漸成為城域寬帶無線接入技術的發展熱點。WiMAX系統主要有兩個技術標準，一個是滿足固定寬帶無線接入的WiMAX802.16d標準，另一個是滿足固定和移動的寬帶無線接入技術WiMAX802.16e標準。WiMAX 的關鍵技術主要包括以下幾個方面：

（1）OFDM／OFDMA

正交頻分復用OFDM是一種高速傳輸技術，是未來無線寬帶接入系統/下一代蜂窩移動系統的關鍵技術之一。在WiMAX系統中，OFDM/OFDMA 技術為物理層技術。OFDMA系統可以支持長度為2048，1024，512和128的FFT點數。通常向下數據流被分為邏輯數據流，這些數據流可以采用不同的調制及編碼方式，以及以不同信號功率接入不同信道特征的用戶端；向上數據流子信道采用多址方式接入，通過下行發送的媒質接入協議MAP分配子信道傳輸上行數據流。

（2）HARQ

HARQ技術因為提高了頻譜效率，所以可以明顯提高系統吞吐量，同時因為重傳可以帶來合并增益，間接擴大了系統的覆蓋范圍。16e中只支持卷積碼（CC）、卷積Turbo碼（CTC）的HARQ方式。

（3）AMC

AMC在WiMAX的應用中有其特有的技術要求，由于AMC技術需要根據信道條件來判斷將要采用的編碼方案和調制方案，所以AMC技術必須根據 WiMAX的技術特征來實現AMC功能。與CDMA技術不同的是，由于WiMAX物理層采用的是OFDM技術，所以時延擴展、多普勒頻移、小區的干擾和 PAPR值等對于OFDM解調性能有重要影響的信道因素必須被考慮到AMC算法中，用于調整系統編碼調制方式，達到系統瞬時最優性能。

（4）MIMO

對于未來移動通信系統而言，如何能夠在非視距和惡劣信道下保證高的QoS是一個關鍵問題，也是移動通信領域的研究重點。對于SISO系統，如果要滿足上述要求就需要較多的頻譜資源和復雜的編碼調制技術，而頻譜資源的有限和移動終端的特性都制約著SISO系統的發展，所以MIMO是未來移動通信的關鍵技術。MIMO技術主要有兩種表現形式，即空間復用和空時編碼，這兩種形式在WiMAX協議中都得到了應用。協議還給出了同時使用空間復用和空時編碼的形式。MIMO技術能顯著地提高系統的容量和頻譜利用率，可以大大提高系統的性能，是未來移動通信發展的一個重要方向。圖1為MIMO系統原理圖。

圖1 MIMO系統原理圖

2 WiMAX射頻模塊測試

2.1 WiMAX發射機測試

以功率放大器為例，說明WiMAX發射機的測試。

為了全面衡量WiMAX功放的性能，除了傳統的增益，1dB壓縮點和最大輸出功率外，往往還需要測試以下參數：

圖2 頻率誤差引起的載波間干擾

（1）“突發”輸出功率。

（2）頻率誤差。頻率誤差可以用相對于頻譜儀中心頻率的載波頻率誤差來描述（見圖2）。收發信機間的頻率誤差將引起各個子載波頻譜相對于接收機FFT頻率的移動，產生載波間干擾(ICI)。

（3）符號時鐘誤差。指相對于系統采樣時鐘的參考符號時鐘與實際測量的符號時鐘之差。如果符號時鐘比參考時鐘低會使OFDM信號比所要求的長，引起子載波間距減小；反之，則引起子載波間距增加。兩種情況都產生載波間干擾，使信號的EVM性能惡化。

（4）EVM(誤差矢量幅度)。這是最重要的測試參數之一，以保證放大器在輸出足夠功率的同時獲得良好的信號質量。EVM的結果可以對所有載波、數據載波和導頻載波。

（5）ACPR(鄰信道功率比)。ACPR指相鄰信道測得的功率與主信道功率之比，反映放大器失真對鄰信道的干擾。

（6）頻譜平坦度。反映WiMAX信號子載波的功率變化，它測量每個子載波的平均功率對所有子載波平均功率的偏離。

（7）頻譜差（Spectrum Difference）。測量突發前導部分相鄰子載波的功率差異。

（8）頻譜模板（Spectrum Mask）。測量發信機發射頻譜的“輪廓”，以保證主信道外沒有過多的功率發射。

RS為WIMAX功放測試提供了快速、準確的解決方案。測試設置如圖3所示，主要包括3部分：

圖3 RS的WiMAX射頻模塊測試解決方案

●信號源：使用RS信號源SMU200A或SMJ100A并加上相應選件K49，就可以方便地產生802.16 -2004-OFDM，WiMAX 802.16e OFDMA和WIBRO信號。其中，SMU200A除具有極佳的射頻及基帶性能外，還帶有強大的衰落模擬功能，更適合研發使用。

●頻譜儀：RS FSQ系列頻譜儀及選件RS FSQ-K92可支持 802.16-2004-OFDM信號分析；或者使用RS FSQ及選件FSQ-K93，可以支持WiMAX 802.16e OFDMA和WIBRO信號的分析；也可選擇RS FSL系列頻譜儀及選件RS FSL-K92，支持802.16-2004-OFDM信號的分析。

●免費的外部PC軟件DemoMeas_WiMAX（可以從RS網頁www.rohde-schwarz.com下載）：它通過GPIB 或LAN控制RS信號源(SMU200或SMJ100)和頻譜儀(FSQ或FSL)。如圖4所示，用戶只需在左邊欄目選擇待測的參數，軟件可自動完成測試所需的設置，而且可同時生成測試報告。

圖4 在FSQ上進行WiMAX頻譜和星座圖測試界面