WiMAX是当前商用通信领域使用的最复杂的调制方式之一，它在一个非常全面的无线标准中融合了多种技术，其中包括带宽超过20MHz，可配置2000个以上的副载波，同时使用多种调制方式——QPSK、16/64 QAM，很高的峰-均功率比(PAPR)，以及支持SISO和MIMO射频配置。
在产品从研发、设计验证、制造、安装和维护的不同阶段，WiMAX测试解决方案的范围已扩展到了协议和无线电一致性测试、互操作性测试及规范测试。测试装置的能力包括支持物理层信号产生、对Wave 2系统协议和4x4多输入多输出(MIMO)多天线技术的分析。
MIMO测试面临的挑战
MIMO技术的发展对系统测试提出了现实而急切的要求。吉时利(Keithley)仪器公司陈道虎表示，追求更大带宽信号的调制和解调能力；具备分析复杂结构的信号能力，例如WIMAX WAVE 2、LTE等；灵活的仪器配置能力，用以降低测试成本与风险；信号的同步性要求；高精度及其可重复性测量能力等五方面，是目前对MIMO测试提出的最大挑战。
以带宽为例，对于移动WiMAX而言，副载波间隔固定为10.94kHz。该标准支持128点到2048点的FFT，这意味着最大信号带宽将超过20MHz，因此测试设备至少需要20MHz的带宽。如果是WLAN，那么对于802.11n MIMO标准最好采用40MHz的带宽。
此外，对于大多数测试工程师而言，主要挑战是如何从单通道测试平稳过渡到多通道测试，以及选择能够轻松升级以支持MIMO系统的测试仪器。例如，从WiMAX SISO过渡到基于矩阵A、B甚至C(最高4×4结构)的MIMO版本，能够大幅降低测试成本。测试工程师还必须考虑在4×4矩阵C结构之上是否还具有升级空间。
F1:吉时利带MIMO功能的仪器无需硬件升级即可扩展至4X4 MIMO测试系统
Wave 2, 4x4 MIMO支持
MIMO技术在RF通信设备中使用多个射频来发射和接收数据，并且能够提供更高的数据率和更有效的带宽。Wave 2 是一种MIMO 2x2方案，带有两个发射器和两个接收器，但它很难被扩大。
Keithley推出的4x4 MIMO RF测试系统，用于下一代RF通信设备及器件的研发和制造测试。该测试系统包含了Model 2920矢量信号发生器(VSG)、Model 2820矢量信号分析仪(VSA)、Model 2895 MIMO同步单元和MIMO信号分析软件。据悉，该系统可继续扩展至8x8 MIMO
该公司商务运营副总裁Mark Hoersten表示，目前业界尚无其它MIMO测试系统可以支持4x4 MIMO应用和各种商业标准(包括蜂窝、WiMAX和WLAN)，并同时提供±1ns信号采样同步、<1ns的峰-峰信号抽样器抖动，<1°的峰-峰射频载波相位抖动，以及实现某些对信号精度要求非常苛刻的MIMO测量，例如802.11n、40MHz WLAN MIMO、802.16e Wave 2 Mobile WiMAX。
F2: 简化移动WIMAX测量的综合解决方案
WiMAX测试解决方案
在该4x4 MIMO RF测试系统基础之上，Keithley日前宣布推出一套信号生成与分析工具，实现了对WiMAX信号的测试。Hoersten介绍说，作为构成吉时利MIMO射频测试解决方案的核心设备，2820/2920均采用基于DSP的软件无线电(SDR)架构，可在200毫秒内捕获和分析信号，并且只需通过简单的软件升级，就能产生或解调调制带宽达40MHz的任意信号，这对于当前许多设备以及今后的新信号标准，例如4G LTE和UWB而言都是至关重要的。
同时，该系统还提供包括复合星座图显示、总功率和整体调制质量、功率和调制质量与时间的关系在内的多种测量设置与显示功能，从而能够分析复杂的Wimax信号。
以2820型矢量信号分析仪为例，它以40MHz带宽作为4GHz或6GHz配置下的标准带宽，能测试包括GSM、EDGE、W-CDMA (上行链路/下行链路)和CDMA2000，以及多种WLAN信号，包括MIMO和SISO配置下的802.11n 40MHz WLAN MIMO在内的多种信号。
2920型矢量信号发生器有两种可选配置，最高支持4GHz或6GHz的频率，最低可产生10MHz频率的信号。另外，波形存储器深度可达100M次采样、带宽为80MHz的可选任意波形发生器能满足用户对各种商用通信信号的测试需求，包括GSM、EDGE、W-CDMA、CDMA2000、SISO WLAN，以及业界最复杂的802.11n 40MHz WLAN MIMO信号。
2820和2920可以配置为2通道、3通道或者4通道结构。这些具有双重功能的仪器既可用作独立的测试仪，也可用做4X4 MIMO测试系统的一部分，因此用户在测试过程中不必再使用单独的信号分析仪或者信号发生器。
此外，由于覆盖2.4GHz以下低频范围已变得越来越重要，因为400～700MHz频段正在向新的移动无线通信服务开放，其中有可能采用WiMAX方案。因此该MIMO系统覆盖了从400MHz到4GHz频率范围，在需要进行WLAN测量的情况下可达6GHz的高频。
2895型MIMO同步单元能够为测试系统提供高度同步的信号，最高可支持4X4的MIMO测试同步。这使测试系统具备能够在多达4台信号分析仪与发生器之间实现高度精确和稳定的对准功能。2895将公共信号，例如局部晶振、公共时钟和精密触发器，分布到与系统相连的所有测试仪中，支持精确的、可重复的OFDM（正交频分多路复用）MIMO信号的测量。
SignalMeister 2.0版是一个具有公共用户接口的可扩展软件平台，可以集成多个信号生成库，从而为新兴的多种信号标准提供灵活的处理功能，可与两个系列射频测试仪器配合使用。它采用面向对象图形的用户界面，专门针对MIMO进行了优化，能够创建符合WiMAX、WLAN以及3GPP和3GPP2蜂窝标准的所有信号。同时，该软件允许用户有选择性地叠加信号衰减和信道传输模型，将创建的波形下载到吉时利2900系列射频矢量信号发生器中。通过保存对象和项目的方式实现重用和共享，简化复杂信号波形创建过程的同时，也消除了用户间的兼容性问题。
作者：邵乐峰
