1 引言

　　微波通信技術(shù)利用微波進行通信具有容量大、質(zhì)量好并可傳至很遠的距離，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，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)成功點對多點微波通信系統(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。這種點對多點微波通信系統(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、對分散的居民點也十分合用，較為經(jīng)濟。

　　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(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行測試，主要側(cè)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(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(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1024QAM，基本可以滿足所有使用透明傳輸?shù)挠脩簦涣硗?，SMx還可以支持I和Q數(shù)據(jù)偏移設(shè)置，進行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(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)展和微機綜合自動化產(chǎn)品的推廣應(yīng)用，保護回路和計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)定性和電費計量的準確性，而這兩點正是電力系統(tǒng)非常重要的兩個方面。由于保護裝置和高壓計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，即可做相位儀校驗主變差動保護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量接線檢測儀器。可同時測量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具有標準28MHz 解調(diào)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(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(shè)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。（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(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現(xiàn)以上各類效應(yīng)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(shè)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

　　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，因為矩形脈沖易于形成和變換。

　　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(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(diào)制質(zhì)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(yīng)，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(zhuǎn)換器。

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

　　因為采用模塊化設(shè)計，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。