仪表是无线通信工程测试的基础。本书介绍了当前无线通信测试中常用仪表(如示波器、信号发生器、频谱分析仪、网络分析仪、综合测试仪等)的基础理论和使用技巧,并结合目前主流无线通信技术标准,对这些仪表在LTE、TD-SCDMA、cdma2000、WCDMA、GSM、MIMO、蓝牙、RFID等系统中的测试应用进行了介绍。本书根据作者在测试工作中的实际经验编写,没有过多的理论推导,配合图形和操作实例来介绍仪表的使用方法和使用技巧,具有很强的实用性。
本书适合从事通信和电子工程领域工作,特别是研发、测试、测量和计量校准人员,以及大专院校无线电工程、通信工程、电子测量与仪器等专业的师生阅读参考。
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不仅如此,一些主流信号发生器的基带信号发生模块支持基于Matlab等数学计算软件的波形定义和下载,如Agilent E4438C和R&S SMU系列信号源。其编程规则简单明确、无需额外投资,很受无线通信测试工程师欢迎。2.2.3节将给出一个基于Agilent:E4438C的Matlab波形定义和下载实例。
搭建高性能的无线测试平台,充分考虑测试仪器的指标是必要的。目前在我国应用较广泛的任意波发生器主要包括Agilent 33210A、33220A、N6030A等型号的仪表;Tektronix AWG系列产品;R&S AM系列产品;以及国内华东电子测量仪器研究所(中电41所)的相关产品。在任意波发生器的选择中,以下指标是较为关键的。
①每样值分辨率。就图2.1所示结构而言,该指标指波形数据和D/A的二进制位数。如某任意波发生器的每样值分辨率为14bit,指D/A是14位的。该指标越高,说明波形量化越细腻,因量化产生的杂散频谱分量越少。
②波形深度。指波形存储器中的样值点数。现代无线通信系统中很多信号都是非周期的,一个完整的信号序列需要较长的持续时间。波形深度越大,在生成复杂信号时限制越小。如某任意波发生器的波形深度是8kpoint,则说明最多存储8000个数据点。
③最高采样率。指D/A的最高采样速率,根据奈奎斯特定理,该指标越大,则能够产生频率越高的分量。宽带无线通信中的基带信号,由于其码片速率较高,对应带宽大,就必须采用相应采样速率的任意波发生器。需要特别指出的是,一般任意波发生器的采样率可以在最高采样率允许的范围内设置,在目标信号和现有任意波发生器一定的情况下,采样率并非设置越大越好,因为有如下的约束关系:
采样速率×波形定义时间=波形深度
波形深度一定的情况下,采样率越高,则定义波形的持续时间越短,持续时间短则有可能不足以完整地描述信号。所以采样率设置必须折中考虑。
④总谐波失真(THD)指标。本节前文已经说明由于任意波发生器的结构,谐波是不可避免的,必须使用滤波器,即使如此,谐波仍然残存。总谐波失真的定义是,所有谐波分量和基波分量的功率比值,如某任意波发生器的THD是0.04%,说明谐波分量的功率总和是基波功率的0.04%倍。