1 引言

　　微波通信技術(shù)利用微波進(jìn)行通信具有容量大、質(zhì)量好并可傳至很遠(yuǎn)的距離，因此是國家通信網(wǎng)的一種重要通信手段，也普遍適用于各種專用通信網(wǎng)。 我國微波通信廣泛應(yīng)用L、S、C、X諸頻段，K頻段的應(yīng)用尚在開發(fā)之中。 由于微波的頻率極高，波長又很短，共在空中的傳播特性與光波相近，也就是直線前進(jìn)，遇到阻擋就被反射或被阻斷，因此微波通信的主要方式是視距通信，超過視距以后需要中繼轉(zhuǎn)發(fā)。

　　近年來我國開發(fā)成功點(diǎn)對多點(diǎn)微波通信系統(tǒng)，其中心站采用全向天線向四周發(fā)射，在周圍50公里以內(nèi)，可以有多個點(diǎn)放置用戶站，從用戶站再分出多路電話分別接至各用戶使用。其總體容量有100線、500線和1000線等不同的容量的設(shè)備，每個用戶站可以分配十幾或數(shù)十個電話用戶，在必要時還可通過中繼站延伸至數(shù)百公里外的用戶使用。這種點(diǎn)對多點(diǎn)微波通信系統(tǒng)對于城市郊區(qū)、縣城至農(nóng)村村鎮(zhèn)或沿海島嶼的用戶、對分散的居民點(diǎn)也十分合用，較為經(jīng)濟(jì)。

　　羅德與施瓦茨公司是歐洲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(shù)領(lǐng)域中。信號源能夠產(chǎn)生配置靈活的任意矢量調(diào)制信號，頻譜儀可對任意矢量調(diào)制信號進(jìn)行調(diào)制域、頻域、時域測量分析，矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀可對IDU和ODU進(jìn)行端口駐波測試等，功率計(jì)可對IDU和ODU的輸出功率進(jìn)行測試。

　　2 數(shù)字微波室內(nèi)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(nèi)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(jìn)行測試，主要側(cè)重產(chǎn)品的性能好壞及擴(kuò)展功能測試；在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，主要側(cè)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(yīng)的測試解決方案。

　?。?）R&S提供了SMU200A＋FSQ/FSG+ZVB+NRP的研發(fā)測試解決方案

　　SMU200A可內(nèi)置兩路獨(dú)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。頻譜儀FSQ具備同類產(chǎn)品中的動態(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(jìn)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)界所能提供的緊湊、強(qiáng)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(xiàng)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(nèi)單元IDU，室外單元ODU及天線等一系列網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在內(nèi)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(nèi)單元IDU主要采用透明傳輸方式，R&S提供標(biāo)配功能的任意矢量調(diào)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(diào)制信號的產(chǎn)生（見圖1）

　　圖1 Custom Digital Modulation Setting

　　在SMx內(nèi)部可產(chǎn)生任意矢量調(diào)制信號，目前可支持調(diào)制類型參見表3。

　　從這些配置來看，SMx所能支持的調(diào)制方式已高達(dá)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(shè)置，進(jìn)行IQ損傷模擬。例如，可以設(shè)定IQ相位偏移和IQ正交偏移等，方便用戶進(jìn)行基帶研發(fā)。

　　●WinIQSIM軟件

　　WinIQSIM是R&S公司開發(fā)的運(yùn)行在PC機(jī)上的模擬軟件，它可以通過GPIB卡對信號源產(chǎn)生的信號進(jìn)行靈活配置，支持GSM，IS-95，cdma2000，WCDMA，TD-SCDMA，WLAN802.11等各種數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)信號，同時也支持任意矢量調(diào)制信號的配置。

　　●任意矢量調(diào)制信號的分析FS-K70

　　隨著電力行業(yè)的發(fā)展和微機(jī)綜合自動化產(chǎn)品的推廣應(yīng)用，保護(hù)回路和計(jì)量回路的接線正確與否直接影響到電力系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性和電費(fèi)計(jì)量的準(zhǔn)確性，而這兩點(diǎn)正是電力系統(tǒng)非常重要的兩個方面。由于保護(hù)裝置和高壓計(jì)量裝置的接線比較多，容易造成錯誤接線，而又不易被察覺，（尤其是差動保護(hù)的復(fù)雜接線，有時高低側(cè)同時引入，又存在不同的聯(lián)結(jié)組別，極易接錯，而在平時運(yùn)行中又可能不會誤動或拒動，存在很大的隱患）。本公司根據(jù)現(xiàn)場測試需要，適時開發(fā)出多向量諧波分析儀。它集多功能于一身，即可做相位儀校驗(yàn)主變差動保護(hù)和母線差動的正確性，又可作為電力諧波測試儀測試電力系統(tǒng)必要的參數(shù)，還可用做三相三線電能計(jì)量接線檢測儀器?？赏瑫r測量3路電壓和6路電流模擬量，儀器首創(chuàng)9通道矢量同屏顯示，人機(jī)對話界面友好，使用簡便，大大方便了現(xiàn)場使用，是電力工作者的得力助手。

　　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(biāo)準(zhǔn)28MHz 解調(diào)帶寬，經(jīng)擴(kuò)展后可寬達(dá)120MHz，IQ 采樣點(diǎn)存儲深度高達(dá)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(kuò)展解調(diào)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(diào)制信號進(jìn)行分析，如MSK，PSK，QAM等調(diào)制方式，獲得分析結(jié)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(jié)果參見圖4。

圖3 FS-K70測量顯示窗口

　　圖4 FS-K70測量結(jié)果顯示

　　4 系統(tǒng)性能測試

　　在實(shí)際環(huán)境中，數(shù)字微波傳輸收發(fā)信機(jī)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(shè)備在實(shí)際環(huán)境中的性能測試大多是到現(xiàn)場進(jìn)行測試，這種做法的缺點(diǎn)就是成本太高。（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(shí)際環(huán)境應(yīng)用中可能會出現(xiàn)的因素，例如衰落、多普勒效應(yīng)、時延、損耗等。換句話說，需要采用無線信道模擬器來實(shí)現(xiàn)以上各類效應(yīng)來進(jìn)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(shí)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(yàn)，同時也可以進(jìn)行高斯白噪聲AWGN的模擬，簡化數(shù)字微波傳輸設(shè)備IDU的C/N和BER測試，具體參見圖7。

　　圖7 SMU200A進(jìn)行BER~C/N測試方框圖

　　5 數(shù)字基帶測試

　　數(shù)字基帶信號， 是信源發(fā)出的、未經(jīng)調(diào)制或頻譜變換、直接在有效頻帶與信號頻譜相對應(yīng)的信道上傳輸?shù)臄?shù)字信號，是消息代碼的電波形，是用不同的電平來或脈沖來表示相應(yīng)的消息代碼。數(shù)字基帶信號的類型很多，常見的有矩形脈沖，三角波、高斯脈沖和升余弦脈沖等。常用的是矩形脈沖，因?yàn)榫匦蚊}沖易于形成和變換。

　　在研發(fā)階段，為了保證各級電路的功能和性能符合設(shè)計(jì)要求，分級測試是必要的。數(shù)字電路是數(shù)字微波室內(nèi)單元信號處理的部分之一，數(shù)字微波傳輸設(shè)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(jìn)行測試是必不可少的。

　　作為歐洲的無線電測試、測量儀器制造商，羅德與施瓦茨公司對各種不同通信標(biāo)準(zhǔn)基站的射頻測試都擁有豐富的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，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(yīng)用。目前，R&S推出的EX-IQ-Box設(shè)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(jìn)行接收機(jī)測量、發(fā)射機(jī)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?jǐn)?shù)字電路測試時，會直接對電路輸出數(shù)字IQ 信號進(jìn)行測試，分析其調(diào)制質(zhì)量，如EVM；對接收部分?jǐn)?shù)字電路測試時，會直接對其輸入數(shù)字IQ信號進(jìn)行接收性能測試，也可以在源部分加入噪聲與衰落效應(yīng)，進(jìn)一步進(jìn)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(zhuǎn)換器。

　　矢量信號發(fā)生器R&S SMU200A設(shè)計(jì)用于滿足現(xiàn)代通信系統(tǒng)的研發(fā)和生產(chǎn)的所有要求，R&S SMU200A不僅將兩個獨(dú)立的信號發(fā)生器集成到一個僅有4U高度的機(jī)殼中，還提供了無與倫比的射頻與基帶性能。

　　因?yàn)椴捎媚K化設(shè)計(jì)，R&S SMU200A能夠滿足不同應(yīng)用的要求。個RF通路可有四種頻率選擇，頻率上限分別為2.2 GHz / 3 GHz / 4 GHz/6 GHz。另外，第二個RF通路可選擇上限頻率為2.2 GHz 或3 GHz。所有的下限頻率均為100 kHz。

　　基帶部分多可以安裝兩個基帶發(fā)生器，它們實(shí)時地產(chǎn)生各種復(fù)雜信號，并且還安裝了一個存儲量高達(dá)64 MSamples的任意波形發(fā)生器。不同基帶產(chǎn)生的信號可以疊加在一起，而且可設(shè)置頻率偏移。

　　R&S SMU200A具有現(xiàn)代、直觀的操作理念，操作起來快速、簡單。