最新版的WiMAX標準可以提供讓用戶自由移動所需的移動服務。當然，正如任何新的技術都會帶來硬件測試需求一樣，在研發(fā)實驗室，需要進行產(chǎn)品認證和針對標準的一致性測試；在產(chǎn)品線上，需要進行查錯和維護操作。正確和精確的測試有助于確保來自各個制造商的WiMAX設備之間具有完善的互操作性。

　　由于WiMAX解決方案主要用于城域?qū)拵o線接入（BWA）應用，因此必須克服由于大樓和其它障礙物引起的多徑效應。正是基于這個原因，業(yè)界開發(fā)出了正交頻分復用（OFDM）版本的WiMAX用于固定WiMAX，移動WiMAX則采用正交頻分多路接入（OFDMA）技術，這種技術是多用戶版的OFDM。與TDMA相比，它可以給多個用戶更靈活地分配帶寬，并能提供更低的延時。

　　移動WiMAX的信道帶寬與固定WiMAX非常相似，而且兩者共享調(diào)制類型。兩者之間的關鍵區(qū)別是移動WiMAX必須能夠切換用戶連接，并在不同基站和覆蓋區(qū)域內(nèi)保持連接。固定WiMAX和移動WiMAX之間的比較見表1。

　　在采用OFDM的WiMAX系統(tǒng)中使用了許多不同的調(diào)制格式，每種調(diào)制方案都適應特定的傳輸要求。采用這種自適應的調(diào)制方案后，在20MHz帶寬內(nèi)最高可提供73Mb/s的傳送速率。在固定WiMAX系統(tǒng)中使用的OFDM符號采用反向256點快速傅里葉變換（FFT）實現(xiàn)頻域到時域的轉(zhuǎn)換，而OFDMA版本則使用從128到2048（256除外）可變大小的FFT。

　　OFDM WiMAX中的每個用戶都可以在任何給定時間點使用所有子載波。而在OFDMA中，子載波的子集被分配給多個用戶，因此能讓許多用戶同時獲得服務。被稱為子信道化的技術則針對每個用戶使用特殊載波群。為了克服多徑干擾效應，這些子載波分配是動態(tài)變化的。

　　WiMAX系統(tǒng)可以采用時分復用（TDD）、頻分復用（FDD）或半雙工FDD配置方案。在TDD方案中，基站（BS）和用戶臺（SS）都用相同的頻率發(fā)送，但在時間上分開來。基站發(fā)送一個下行鏈路的子幀，緊跟著是一個叫做發(fā)送/接收轉(zhuǎn)換間隙（TTG）的短暫間隙，然后再由單個用戶發(fā)送上行鏈路的子幀。用戶是被精確同步的，因此他們的傳送信號在到達基站時相互間不會重疊。在所有的上行鏈路子幀發(fā)送完之后，在基站再次開始發(fā)送之前，系統(tǒng)會分配另一個叫做接收/發(fā)送轉(zhuǎn)換間隙（RTG）的短暫間隙。每個用戶上行鏈路子幀的開始都有一個前導碼，可以幫助基站同步每個用戶站。

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　　表1：移動WiMAX與固定WiMAX的比較。

　　在韓國，移動WiMAX被稱為WiBro，即無線寬帶的簡稱。WiBro采用與移動WiMAX相同的IEEE 802.16e-2005標準，但在相對于基站的用戶速度性能方面略有增強。WiBro只使用TDD和8.75MHz的最大信道帶寬。使用2.3GHz頻段的WiBro可以與WiMAX設備互操作，在韓國將成為電纜、DSL和WLAN的有力競爭對手。

　　信號測試

　　為了評估WiMAX接收器和器件，需要用信號發(fā)生器產(chǎn)生的已知測試信號代替WiMAX發(fā)送器發(fā)出的信號。為了模擬用于接收器評估的信號，信號發(fā)生器必須向被測設備提供能夠完全匹配WiMAX標準信號要求的頻率范圍、調(diào)制類型和調(diào)制帶寬。由于WiMAX信號具有突發(fā)特性，從突發(fā)信號的起始（前導）到突發(fā)數(shù)據(jù)的信號幅度是不同的，因此用于WiMAX接收器測試的信號發(fā)生器也應提供可編程的功率控制來模仿WiMAX信號的這種動態(tài)功率特征。它還必須能夠精確測量誤碼率（BER）。

　　一旦WiMAX測試信號產(chǎn)生后，就必須對它們進行分析。測試基站單元或便攜式設備的移動WiMAX性能需要使用一臺信號分析儀，如安立公司的Signature MS2781B高性能信號分析儀（圖1）。這種儀器需要仿效IEEE 802.16e基站的工作，因為分析儀必須能夠檢測和記錄WiMAX系統(tǒng)使用的整個頻率范圍和全部調(diào)制格式。

　　在需要節(jié)省獨立分析儀和信號發(fā)生器占用空間的生產(chǎn)環(huán)境中，也可以使用實際功能相當于一臺分析儀和一臺發(fā)生器的單一測量工具，如安立公司的MS269xA系列產(chǎn)品。MS2690A是專門針對移動WiMAX測試的嚴格要求開發(fā)的，具有創(chuàng)新的基礎頻率下變頻轉(zhuǎn)換機制，因此不需要使用50Hz到6GHz頻率范圍內(nèi)的預選濾波電路。MS2691A中包含有一個頻率范圍高達13.5GHz的預選器。

　　發(fā)送器測量

　　移動WiMAX發(fā)送器需要做哪些測試呢？由WiMAX標準定義的發(fā)送器測試項目包括了最大輸出功率、發(fā)送器頻譜平坦度、發(fā)送器相對星座誤差（RCE）和誤差向量幅度（EVM）、發(fā)送器功率電平控制、發(fā)射頻譜抑制（針對未許可頻段）、相鄰信道功率比（ACPR）、雜散電平以及諧波電平。

　　許可機構(gòu)一般都頒布針對其領域中具有特殊要求的頻譜抑制。有了寬帶信號分析儀后，這些WiMAX射頻發(fā)送器的所有測量項目都可以做，包括頻率、功率電平、干擾和調(diào)制質(zhì)量的測試。由于WiMAX系統(tǒng)非常依賴于精確數(shù)字調(diào)制和解調(diào)功能，因此許多表征移動WiMAX設備發(fā)送器的測量與調(diào)制質(zhì)量有關。

　　為了避免干擾，發(fā)送信道必須保持在規(guī)定的頻率范圍內(nèi)，并采用規(guī)定的功率電平。因此兩個更基本的WiMAX發(fā)送器測量與表征WiMAX設備發(fā)送信號的頻率和功率有關。因為WiMAX信號采用突發(fā)方式發(fā)送信號，因此對頻率精度的發(fā)送器測試要求信號分析儀具有足夠的瞬時帶寬來捕捉感興趣的全部信號。表2給出了針對各種WiMAX工作頻率范圍和標準的信道帶寬。

　　表2：不同WiMAX標準的參數(shù)比較。

　　頻率精度測量要求WiMAX信號在測量之前先要解調(diào)。相關WiMAX規(guī)范要求WiMAX發(fā)送器的頻率容限為設置頻率的2ppm以內(nèi)，這對3.5GHz WiMAX器件來說相當于7kHz。WiMAX標準對支持Mesh網(wǎng)絡的器件的要求略松一點，其要求為設置頻率的20ppm。

　　在功率方面重要的是要記住WiMAX設備是以幀的形式發(fā)送信號，信號幅度從一幀的開始到結(jié)束是不斷變化的。例如一幀的開始或前導碼的功率一般要比數(shù)據(jù)部分高3dB。WiMAX標準要求基本的WiMAX功率測量結(jié)果位于±0.5dB的相對幅度精度內(nèi)。

　　在WiMAX突發(fā)信號中使用了接收信號強度指示（RSSI），不過只是位于突發(fā)信號的前導部分。由于WiMAX突發(fā)信號的復雜性，必須使用一臺以上的普通功率計才能實現(xiàn)精確的功率測量。另外，由于WiMAX信號調(diào)制帶寬比較寬，因此不可能用傳統(tǒng)的頻譜分析儀評估它們的調(diào)制質(zhì)量。相反，精確的WiMAX發(fā)送器測量應該使用可編程的信號分析儀和應用軟件。

　　由于WiMAX信號的突發(fā)性，更先進的固定和移動WiMAX發(fā)送器測量經(jīng)常表現(xiàn)為時間的函數(shù)。發(fā)送器質(zhì)量測量包括接收到的時間信號、EVM/RCE、頻譜平坦度、相對時間的EVM、相鄰信道的功率比（ACPR）、相鄰信道的頻譜平坦度、功率譜密度（PSD）以及累積互補分布函數(shù)（CCDF）。

　　WiMAX接收器的測試方法與發(fā)送器測試相類似，但用了高性能信號發(fā)生器代替WiMAX系統(tǒng)的正常發(fā)送器。典型的WiMAX接收器測量包括靈敏度、最大輸入電平、相鄰信道和交織信道抑制、參考時序精度、BER和用戶站上行鏈路發(fā)送時間跟蹤精度，它與指示用戶站改變時序的參考時序精度相類似。

　　圖1：安立公司的Signature MS2781B高性能信號分析儀。

　　結(jié)果評估

　　如果不能解釋測試結(jié)果，即使再優(yōu)秀的測量功能也沒有意義。由于IEEE 802.16e-2005 OFDMA信號非常復雜，而為了執(zhí)行眾多的移動WiMAX發(fā)送器測量又需要精確的數(shù)字解調(diào)，因此很容易遺漏問題或錯誤理解測試結(jié)果。例如定義不正確的突發(fā)數(shù)據(jù)會導致測試過程中的解調(diào)失敗。

　　為了盡可能提高WiMAX測量的精度，需要關注測試細節(jié)和聲波測量操作。幸運的是，高性能測量工具提供的高等級性能和內(nèi)置測量功能可以用來實現(xiàn)評估全球移動和固定WiMAX發(fā)送器與接收器所需的復雜測量。