平均值技术 - WiMAX信道功率测量方案

　　现代频谱分析仪使用多种方法来求取信号的平均值，使信号变得更加平滑。采样最终在频谱分析仪上显示为迹线点的方式在很大程度上取决于平均值技术，主要涉及的参数有扫描时间、视频带宽等。

　　扫描时间

　　现代频谱分析仪通常每秒可进行数百万次采样。假设选择平均值检波，如果增加扫描次数，那么在显示迹线点之前的一段时间(bucket)内取平均值的数据采样数量会随之增加。采样量越大，所显示的平均点就越趋向于一致，最终显示的迹线就越平滑。

　　视频带宽

　　频谱分析仪中的VBW滤波器可以减小测量电平的差异，并且在扫描次数增加时仍保持相同的作用。传统频谱分析仪和许多现代化频谱分析仪都是在显示标度的级别上执行VBW过滤，因此可能会造成功率测量问题。

　　频谱分析仪的测量结果既能用对数(dB)表示，也能用线性度(电压线性度)表示。因为VBW滤波是一种求取平均值的过程，在这些级别上进行任何平均值计算，都有可能出现误差。例如，在噪声或近似于噪声信号的对数平均值计算中可能发生-2.51 dB的误差。

　　因此在进行功率测量时，最好在功率标度上使用VBW滤波器。某些现代化分析仪例如Agilent PSA频谱分析仪和X系列信号分析仪，可在功率标度上使用其VBW滤波器，从而避免了这些实质性的误差。即便如此，平均值检波器依然是使结果变得平滑的一个出色工具，并且可在所有配备VBW检波器的分析仪中使用。

　　WiMAX信道功率测量设置

　　对于WiMAX信号这样的正交频分复用(OFDM)信号而言，要想进行正确的测量设置还有一些其他的要求。例如，WiMAX中使用的时分复用 (TDD)信号在时域中具有猝发性质。即使在射频猝发脉冲或子帧期间，功率也会发生改变。由于这些信号具有非连续性，频谱分析仪很难捕捉到完整的信号。

　　支持现代频谱分析仪进行自触发测量的常用触发源包括：被测件提供的外部触发信号、其他同步信号源或信号的射频猝发幅度电平。通常，能与射频猝发保持良好同步的外部触发源是最佳的触发机制。因为它能为仪器采集数据提供最稳定的触发，支持可靠和可重复的测量。

　　对于被测基站生成的WiMAX下行链路信号来说，基站自身就可以提供适合的触发信号。在进行元件分析时，生成激励波形的信号发生器可以为频谱分析仪提供一个可用的触发信号。在没有可用的外部触发源时，最好使用实际射频猝发幅度电平的上升沿来触发分析仪。依据各分析仪平台使用的体系结构，使用这种方式触发测量的顺序可能不同。

　　一旦实现可靠的触发，接下来考虑的便是应从哪个感兴趣的时间区域开始信道功率测量。显然，测量应该在信号实际有效时进行。但在某些情况下，还要(甚至必须)在射频猝发脉冲或子帧的“有效”部分中的特定时间段内进行测量。因此，正确选通感兴趣的猝发脉冲区域很关键。

　　图4 图中的信道功率测量使用WiMAX下行链路猝发脉冲进行选通。该猝发脉冲由1个前导码和8个符码组成

　　图4显示了在第二个射频猝发脉冲期间发生的WiMAX信号的选通区域。尽管第一个猝发脉冲引起触发，但我们建议在第二个猝发脉冲期间进行选通。这可以确保从选通区域内去除分析仪生成的任何扫描LO瞬时稳定时间。

　　图5 图中的信道功率测量仅显示了前导码的选通

　　有了稳定的触发，频谱分析仪就可以启动扫描测量;如果是测量TDD无线信号，那么还必须选通出精确的目标区域。例如，某些设计人员可能只对 WiMAX信号的前导码功率电平或某个特定区域感兴趣。图5显示了WiMAX信号的选通前导码测量。这种测量通常称为WiMAX接收信号强度指标 (RSSI)。在该图中，前导码的选通只会使选通参数发生变化，是保证精确测量所必需的。

　　不同的分析仪平台

　　目前市场上已有几种频谱分析仪可对WiMAX信号进行信道功率测量。Agilent PSA和X系列分析仪平台只是其中之一。尽管修改这些仪器上的各种参数对获得精确的信道功率测量结果至关重要，但设计人员选择最佳测量方案同样重要。

　　以PSA频谱分析仪和X系列信号分析仪平台为例。使用外部触发，可以非常简单地在频谱或信号分析仪平台上进行精确的信道功率测量。然而，要使用射频猝发脉冲触发测量，采用以下测量技术非常有帮助：