1 引言
微波通信技術問世已半個多世紀,，它是在微波頻段通過地面視距進行信息傳播的一種無線通信手段,。最初的微波通信系統(tǒng)都是模擬制式的，與當時的同軸電纜載波傳輸系統(tǒng)同為通信網(wǎng)長途傳輸干線的重要傳輸手段,。20世紀70年代起研制出了中小容量（8Mbit/s,，34Mbit/s）的數(shù)字微波通信系統(tǒng)，這是通信技術由模擬向數(shù)字發(fā)展的必然結果,。20世紀80年代后期,，隨著同步數(shù)字系列（SDH）在傳輸系統(tǒng)中的推廣應用，出現(xiàn)了N×155Mbit/s的SDH大容量數(shù)字微波通信系統(tǒng)?，F(xiàn)在,，數(shù)字微波通信和光纖、衛(wèi)星一起被稱為現(xiàn)代通信傳輸?shù)娜笾е?。隨著技術的不斷發(fā)展,，數(shù)字微波技術在固定寬帶接入領域也越來越引起人們的重視。
羅德與施瓦茨公司是歐洲最大的電子測量儀器生產(chǎn)廠商，一直活躍在測試與測量,、信息及通信技術領域中,。作為全球領先的測試與測量設備廠商，R&S公司時刻關注著數(shù)字微波通信的發(fā)展,，目前可提供IDU系統(tǒng)的從信號產(chǎn)生到信號分析的全套解決方案,，即信號源、頻譜儀,、矢量網(wǎng)絡分析儀及功率計,。信號源能夠產(chǎn)生配置靈活的任意矢量調制信號，頻譜儀可對任意矢量調制信號進行調制域,、頻域,、時域測量分析，矢量網(wǎng)絡分析儀可對IDU和ODU進行端口駐波測試等,，功率計可對IDU和ODU的輸出功率進行測試,。
2 數(shù)字微波室內單元IDU測試儀器介紹
R&S提供了一系列的儀器以滿足不同的IDU測試需求，本文中提到的測試儀器,，包括信號產(chǎn)生方案和信號分析方案（見表1和表2）,。
3 數(shù)字微波傳輸室內單元IDU測試解決方案
產(chǎn)品研發(fā)到生產(chǎn)的過程中，測試也可不同,。在產(chǎn)品研發(fā)過程中,，器件和模塊都需要進行測試，主要側重產(chǎn)品的性能好壞及擴展功能測試,；在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中,，主要側重速度及穩(wěn)定性。相對于這些不同的測試階段,，R&S均提供了相應的測試解決方案,。
（1）R&S提供了SMU200A＋FSQ/FSG+ZVB+NRP的研發(fā)測試解決方案
SMU200A可內置兩路獨立的信號源，其中一路用于產(chǎn)生有用信號,，另外一路則可以產(chǎn)生規(guī)范定義的各種干擾信號,。SMU200A可產(chǎn)生規(guī)范要求的衰落模擬和AWGN，這樣一臺SMU200A就能滿足規(guī)范對信號源的要求,。頻譜儀FSQ具備同類產(chǎn)品中最佳的動態(tài)范圍,，對雜散測試和ACLR測試是非常重要的。而FSQ的矢量信號分析模式則可對信號進行IQ域的分析,，便于研發(fā)階段定位和故障分析,。SMU200A+FSQ是業(yè)界所能提供的最緊湊、最強勁的研發(fā)測試解決方案,。
（2）R&S提供了SMBV100A+FSV/FSL+ZVL+NRP的IDU生產(chǎn)解決方案
生產(chǎn)解決方案是綜合考慮了系統(tǒng)測試項目,、測試速度,、可靠性、數(shù)據(jù)一致性和成本節(jié)約的解決方案,，即SMBV100A+FSV/FSL+ZVL+NRP,，適合室內單元IDU，室外單元ODU及天線等一系列網(wǎng)絡設備在內的測試需求,。幫助客戶迅速地建立滿足要求的生產(chǎn)線,。
針對數(shù)字微波室內單元IDU主要采用透明傳輸方式，R&S提供標配功能的任意矢量調制信號產(chǎn)生和信號分析的K70選件,，下面簡單介紹此功能,。
●任意矢量調制信號的產(chǎn)生（見圖1）
圖1 Custom Digital Modulation Setting
在SMx內部可產(chǎn)生任意矢量調制信號，目前可支持調制類型參見表3,。
從這些配置來看,，SMx所能支持的調制方式已高達1024QAM，基本可以滿足所有使用透明傳輸?shù)挠脩?；另外,，SMx還可以支持I和Q數(shù)據(jù)偏移設置，進行IQ損傷模擬,。例如,，可以設定IQ相位偏移和IQ正交偏移等，方便用戶進行基帶研發(fā),。
●WinIQSIM軟件
WinIQSIM是R&S公司開發(fā)的運行在PC機上的模擬軟件,，它可以通過GPIB卡對信號源產(chǎn)生的信號進行靈活配置,，支持GSM,，IS-95，cdma2000,，WCDMA,，TD-SCDMA，WLAN802.11等各種數(shù)字標準信號,，同時也支持任意矢量調制信號的配置,。
WinIQSIM軟件中目前可以用戶自定義測試模式，修改任意配置,，包括符號速率,、編碼方式、濾波器選型及成型系數(shù)等,。
●任意矢量調制信號的分析FS-K70
R&S 矢量分析儀FSQ/FSG/FSV/FSU等都具有任意矢量信號分析功能,，以FSQ為例，F(xiàn)SQ具有標準28MHz 解調帶寬,，經(jīng)擴展后可寬達120MHz,，IQ 采樣點存儲深度高達705M,，分析過程采用數(shù)字信號處理器硬件直接完成。其FS-K70及擴展解調帶寬功能原理框圖參見圖2,。
圖2 FSQ-K70選件原理框圖
選件FSQ-K70 可以對各類數(shù)字調制信號進行分析,，如MSK，PSK,，QAM等調制方式,，獲得分析結果。例如,，EVM,，頻率誤差，相位誤差,，IQ不理想性,，眼圖等，具體參見圖3,。測試結果參見圖4,。
圖3 FS-K70測量顯示窗口
圖4 FS-K70測量結果顯示
4 系統(tǒng)性能測試
在實際環(huán)境中，數(shù)字微波傳輸收發(fā)信機受到無線傳播信道非常大的影響,。在很長一段時間里,，對于數(shù)字微波傳輸設備在實際環(huán)境中的性能測試大多是到現(xiàn)場進行測試，這種做法的缺點就是成本太高,，例如幾個相隔很遠的站點現(xiàn)場測試,，需要搭建設備、微波天線等設備設施及人員,，耗時,、耗力，而且測試過程中會存在較多的未知和不可控的誤差因素（見圖5）,。
圖5 數(shù)字微波傳輸無線信道模型
R&S的雙通道信號源SMU200A由于可以模擬多徑衰落及高斯白噪聲的影響,，因此可以解決數(shù)字微波IDU在實際環(huán)境應用中可能會出現(xiàn)的因素，例如衰落,、多普勒效應,、時延、損耗等,。換句話說,，需要采用無線信道模擬器來實現(xiàn)以上各類效應來進行測試，測試裝置及框圖參見圖6,。
圖6 SMU200A和FSQ形成的方案
對于該測試,，R&S 推薦的測試方案為采用SMU200A+FSQ 實現(xiàn)的射頻衰落模擬器：
●SMU200A ：矢量信號源 (SMU-B14 ：衰落模擬器；SMU-B17 ：基帶輸入),。
●FSQ ：信號分析儀 (FSQ-B17 ：數(shù)字基帶接口),。
在此方案中,，R&S測試平臺不僅可以完成衰落模擬的試驗，同時也可以進行高斯白噪聲AWGN的模擬,，簡化數(shù)字微波傳輸設備IDU的C/N和BER測試,，具體參見圖7。
圖7 SMU200A進行BER~C/N測試方框圖
5 數(shù)字基帶測試
在研發(fā)階段,，為了保證各級電路的功能和性能符合設計要求,，分級測試是必要的。數(shù)字電路是數(shù)字微波室內單元信號處理的核心部分之一,，數(shù)字微波傳輸設備的配置,、編程、組網(wǎng)以及通信能力很大程度上取決于數(shù)字部分,。因此,，對數(shù)字電路部分進行測試是必不可少的。
作為歐洲最大的無線電測試,、測量儀器制造商,，羅德與施瓦茨公司對各種不同通信標準基站的射頻測試都擁有豐富的實際經(jīng)驗，羅德與施瓦茨公司全系列的高性能儀表在基站,、終端研發(fā)和生產(chǎn)中得到了廣泛應用,。目前，R&S推出的EX-IQ-Box設備可以提供靈活的數(shù)字接口輸入和輸出功能,，能方便連接到R&S的信號源和信號分析儀上,，可進行接收機測量、發(fā)射機測量,、信號源仿真及射頻前端模擬等功能,。
通常，對發(fā)射部分數(shù)字電路測試時,，會直接對電路輸出數(shù)字IQ 信號進行測試,，分析其調制質量,，如EVM,；對接收部分數(shù)字電路測試時，會直接對其輸入數(shù)字IQ信號進行接收性能測試,，也可以在源部分加入噪聲與衰落效應,，進一步進行測試（見圖8）。
圖8 數(shù)字基帶測試平臺
根據(jù)以上要求,，R&S 推薦的測試方案為：
●SMU200A：矢量信號源,。
●FSQ：矢量信號分析儀。
●EX-IQ-Box：數(shù)字IQ 信號格式轉換器,。
矢量信號源SMU200A 和矢量信號分析儀FSQ 具備強大的信號產(chǎn)生和分析能力,，是恰當?shù)陌l(fā)射和分析性能測試工具,。此外，對于數(shù)字電路部分的測試,，SMU200A 和FSQ 均提供了數(shù)字IQ 的輸入／輸出接口,，該接口為TRV290（R&S 內部數(shù)字接口格式），為了與外部被測設備的數(shù)字接口匹配,，R&S 提供了EX-IQ-Box,，該轉換器可TVR290 接口格式轉換為通用的數(shù)字信號接口格式，反之亦然,。