測(cè)試EVM的UWB測(cè)試儀

超寬帶（UWB）設(shè)備可以提供用無(wú)線方式來(lái)傳輸照片，電影和音樂(lè)（見(jiàn)figure 1）.并且，幾家芯片制造商有第二代或者第三代芯片解決方案，用于無(wú)線多媒體應(yīng)用，比如無(wú)線USB。

Figure 1: 使用了UWB技術(shù)，視頻流媒體、無(wú)線傳輸打印文檔、電影傳輸和照片交換都變得容易。

但是，在我們慶祝之前，我們需要了解一個(gè)現(xiàn)實(shí)，就是UWB的價(jià)格和校準(zhǔn)&測(cè)試成本的對(duì)比。我們期待使用UWB做很多事，但是它必須要與其它無(wú)線連接形式共存。并且，它必須是低成本的。同時(shí)，它要滿足一系列挑戰(zhàn)性的參數(shù)規(guī)格――這就是校準(zhǔn)&測(cè)試的目的。

更深入的了解

UWB頻率范圍從3.1GHz直到10.6GHz，這些頻率被劃分成14個(gè)528MHz的頻段。信號(hào)“跳躍”在三個(gè)相鄰頻段（占用1584MHz的頻譜），它的特征是跳躍快速，短符號(hào)時(shí)間（242.5納秒）。這一技術(shù)使用多頻帶正交頻分復(fù)用（MB-OFDM），且根據(jù)不同的數(shù)據(jù)速率，使用正交相移鍵控（QPSK）或者雙載波調(diào)制（DCM），如table 1所示。這一無(wú)線USB可以在3米的距離下數(shù)據(jù)速率可以達(dá)到480 Mbps，在10米的距離下可以達(dá)到110Mbps。

Table 1:用于已驗(yàn)證的無(wú)線USB的調(diào)制方案和數(shù)據(jù)速率

這14個(gè)528MHz頻帶有不同的區(qū)域規(guī)則限制（見(jiàn)figure 2）,只有g(shù)roup 6頻帶在世界各地都已授權(quán)。所以，最新的芯片組將會(huì)圍繞group 6,而第一代芯片組是基于group 1的。

Figure 2：在14個(gè)528MHz頻帶中，只有g(shù)roup 6頻帶在所以的確都已授權(quán)

UWB普通無(wú)線平臺(tái)支持多種跳頻帶序列（稱為“時(shí)間頻率碼”或者TFC）,允許只使用一個(gè)頻帶，或者在兩三個(gè)頻帶之間跳躍（見(jiàn)table 2）。

　　Table 2: 依據(jù)選擇的TFC，可以挑選使用單頻帶（TFC 5,6和7），雙頻帶（TFC 8，9和10），或者三頻帶（TFC 1，2，3和4）的跳躍序列。

開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)測(cè)試

開(kāi)發(fā)測(cè)試和生產(chǎn)測(cè)試有根本的區(qū)別。對(duì)于開(kāi)發(fā)而言，設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品要有能力滿足所有的定義標(biāo)準(zhǔn)，所使用的元器件在容限范圍內(nèi)按最壞情況組合，要能得到一個(gè)仍然在規(guī)格范圍以內(nèi)的結(jié)果。不過(guò)，一旦這樣的設(shè)計(jì)被驗(yàn)證之后，就沒(méi)有必要像之前一樣測(cè)試所有的相同設(shè)計(jì)方面�，F(xiàn)在需要做的其實(shí)是發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)錯(cuò)誤或者壞的元器件。

可能有人質(zhì)疑說(shuō)，對(duì)于第一種情況――開(kāi)發(fā)，使用一堆通用儀器連接在一起來(lái)準(zhǔn)確測(cè)試必要的參數(shù)，還是使用為測(cè)試UWB而專門(mén)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，沒(méi)有什么區(qū)別。但是，在今天這個(gè)商品化，競(jìng)爭(zhēng)激烈的電子市場(chǎng)，不管對(duì)于開(kāi)發(fā)還是生產(chǎn)，時(shí)間都是至關(guān)重要的。設(shè)計(jì)要在幾周之內(nèi)，而不是幾個(gè)月之內(nèi)，可以付諸生產(chǎn)。一旦設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)了驗(yàn)證，大規(guī)模量產(chǎn)能力要盡快準(zhǔn)備就緒。在那些情況下，不會(huì)有如此充裕的時(shí)間來(lái)使用即時(shí)搭建的設(shè)備群做生產(chǎn)測(cè)試。當(dāng)然，也可以說(shuō)這樣的方法延緩了開(kāi)發(fā)進(jìn)程。

一個(gè)UWB設(shè)備可以發(fā)射和接收，每個(gè)功能都需要測(cè)試。在發(fā)射方面，需要測(cè)試功率電平和設(shè)置精度，誤差向量幅度（EVM），功率譜密度（比如，相對(duì)于頻譜波形）和頻偏。但是那只是開(kāi)始。你還要測(cè)試符號(hào)時(shí)鐘誤差，相位噪聲，壓縮，幅度和相位平衡，幅度在時(shí)域的變化，和本地振蕩器泄漏。

在接收機(jī)方面，你將要測(cè)試在某個(gè)最壞誤包率（PER）情況下的靈敏度和某個(gè)最壞誤包率情況下的過(guò)載。要提到的是， 還需要測(cè)試接收機(jī)的鄰道抑制，相間信道抑制和最大接收范圍。

對(duì)于這一級(jí)的開(kāi)發(fā)測(cè)試，使用通用儀器注定是一個(gè)冗長(zhǎng)的過(guò)程。也意味著這些儀器必須能夠精確測(cè)試跨度為7.5GHz的信號(hào)，并且有足夠快的響應(yīng)，以測(cè)試快速調(diào)頻和短符號(hào)。能滿足這樣帶寬和速度的儀器往往價(jià)格不菲。

另一方面，使用由軟件控制的向量信號(hào)分析儀的單盒測(cè)試儀來(lái)捕獲盒分析UWB信號(hào)，并提供全面的測(cè)試結(jié)果，以滿足開(kāi)發(fā)需求。但是，開(kāi)發(fā)一個(gè)滿足UWB的帶寬和速度要求的測(cè)試儀，是一項(xiàng)挑戰(zhàn)性的工作。

Iqultra 超寬帶 測(cè)試系統(tǒng)

乍看之下，Litepoint的IQultra  測(cè)試方案跟它流行的IQview  WiFi測(cè)試儀很類似，但是只是外形類似。這一新的UWB測(cè)試方案必須支持接近8GHz范圍的頻譜，最高端的頻率超過(guò)10GHz。并且，它必須能夠一次捕獲帶寬超過(guò)500MHz的信號(hào)。而對(duì)于三頻帶跳頻，一次捕獲的信號(hào)帶寬要達(dá)到1.6GHz。當(dāng)今大部分的頻譜分析儀提供20MHz的帶寬，大多數(shù)高質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)室儀器的頻率范圍最高達(dá)到6GHz。顯然，大部分實(shí)驗(yàn)室儀器的能力也不足以用于UWB，一些非常高成本類型的儀器除外。

所以，IQultra 首先滿足UWB物理層規(guī)范，并且它提供全面的EVM測(cè)試。（見(jiàn)Figure 3）

Figure 3: IQu

ltra的GUI軟件提供分析結(jié)果的全面列表（右面部分），加上三個(gè)可選擇的視圖界面。這里，最頂部的視圖為信號(hào)功率－時(shí)間，左下方顯示信道平坦度，右下方室OFDM子載波的星座圖。

其中一項(xiàng)重要的測(cè)試是功率譜密度測(cè)試，用來(lái)保證測(cè)試的信號(hào)完全處于頻譜模板之內(nèi)（見(jiàn)figure 4），超出模板規(guī)范的信號(hào)很可能會(huì)干擾到其它信號(hào)。

Figure 4:這個(gè)視圖界面顯示在三個(gè)頻帶內(nèi)跳躍的功率。

使用基于Alereon的DUT，通過(guò)它自己的驅(qū)動(dòng)軟件來(lái)控制，可以選擇頻帶組，TFC和連續(xù)數(shù)據(jù)包輸出。IQultra 室由它自己的GUI軟件控制，允許選擇頻帶組和捕獲模式（單信號(hào)或者連續(xù)信號(hào)）。在單信號(hào)模式，測(cè)試者可以捕獲一個(gè)數(shù)據(jù)包，并顯示出即時(shí)的結(jié)果。信號(hào)捕獲只需要幾秒鐘時(shí)間，后續(xù)的分析和顯示也只需要幾秒鐘。只需要單擊一下鼠標(biāo)就可以得到所有的分析結(jié)果。在連續(xù)捕獲模式，可以觀察一段連續(xù)的數(shù)據(jù)包的“快照”，看看結(jié)果是相對(duì)穩(wěn)定還是偏離了正常情況。

不管對(duì)于開(kāi)發(fā)測(cè)試還是生產(chǎn)測(cè)試，使用IQultra，所有的測(cè)試都可以在幾秒鐘之內(nèi)完成。設(shè)置保持不變，用戶只需要選擇不同的參數(shù)和視圖界面。在對(duì)UWB設(shè)備整體的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)成本限制條件下，IQultra真正算的上實(shí)際可行的方案。