RF測量儀的三大發展趨勢
發布時間:2011-12-27
中心議題:
過去幾年中,無線技術繼續以驚人的速度獲得持續發展,目前在許多地方正在部署3.5G/4G技術就是明證。隨著RF頻譜變得越來越擁擠,負責網絡性能維護的工程師麵臨著巨大的挑戰。
由(you)於(yu)市(shi)場(chang)因(yin)素(su),一(yi)直(zhi)要(yao)求(qiu)測(ce)試(shi)儀(yi)器(qi)演(yan)進(jin)得(de)與(yu)無(wu)線(xian)技(ji)術(shu)本(ben)身(shen)一(yi)樣(yang)快(kuai)。例(li)如(ru),測(ce)試(shi)低(di)電(dian)平(ping)信(xin)號(hao)的(de)能(neng)力(li)正(zheng)變(bian)得(de)日(ri)益(yi)重(zhong)要(yao),不(bu)僅(jin)是(shi)檢(jian)測(ce)幹(gan)擾(rao),還(hai)用(yong)於(yu)無(wu)線(xian)係(xi)統(tong)的(de)規(gui)劃(hua)。這(zhe)是(shi)因(yin)為(wei)如(ru)上(shang)所(suo)述(shu)的(de)RF頻譜日益擁擠。實際上,因為如今的無線信號的複雜度,要求現場測試儀器能夠提供實驗室級的性能。
為確保網絡性能的精確測量要求的不隻是高性能。作為現場使用的儀器,如圖1所suo示shi,必bi須xu是shi使shi用yong方fang便bian,僅jin需xu很hen少shao的de幾ji個ge按an鍵jian就jiu能neng夠gou使shi現xian場chang工gong程cheng師shi或huo技ji師shi完wan成cheng測ce量liang。另ling一yi個ge關guan鍵jian因yin素su是shi體ti積ji和he耐nai用yong性xing。由you於yu許xu多duo工gong作zuo場chang所suo是shi野ye外wai鐵tie塔ta所suo處chu的de位wei置zhi,故gu儀yi器qi必bi須xu能neng夠gou耐nai受shou惡e劣lie的de天tian氣qi,重zhong量liang必bi須xu很hen輕qing,以yi便bian用yong戶hu能neng攜xie帶dai者zhe到dao很hen遠yuan的de地di方fang。
性能
野(ye)外(wai)現(xian)場(chang)用(yong)儀(yi)器(qi)的(de)性(xing)能(neng)不(bu)如(ru)實(shi)驗(yan)室(shi)的(de)工(gong)作(zuo)台(tai)儀(yi)器(qi)的(de)說(shuo)法(fa)早(zao)已(yi)過(guo)時(shi)。野(ye)外(wai)現(xian)場(chang)測(ce)量(liang)需(xu)要(yao)極(ji)高(gao)的(de)精(jing)度(du)。例(li)如(ru),一(yi)台(tai)手(shou)持(chi)的(de)頻(pin)譜(pu)分(fen)析(xi)儀(yi)是(shi)用(yong)來(lai)測(ce)量(liang)現(xian)場(chang)低(di)電(dian)平(ping)信(xin)號(hao)的(de)常(chang)見(jian)儀(yi)器(qi)。為(wei)了(le)測(ce)量(liang)精(jing)確(que),要(yao)求(qiu)該(gai)儀(yi)器(qi)在(zai)1GHz處的顯示平均噪聲基底電平為-153dBm,以yi便bian被bei測ce信xin號hao能neng夠gou位wei於yu噪zao聲sheng基ji底di以yi上shang較jiao高gao的de地di方fang。幾ji年nian前qian,這zhe樣yang的de性xing能neng隻zhi有you在zai測ce試shi工gong作zuo台tai上shang才cai可ke能neng實shi現xian。但dan現xian在zai幾ji乎hu所suo有you的de儀yi器qi都dou可ke以yi具ju有you這zhe樣yang的de性xing能neng。
隨著更多的802.11接入點的安裝,位於2.4-5.8GHz頻段上的幹擾增加。對於這種情況,載幹比(C/I)測ce量liang是shi重zhong要yao的de,因yin為wei接jie入ru點dian安an裝zhuang人ren員yuan利li用yong該gai指zhi標biao很hen容rong易yi確que定ding幹gan擾rao電dian平ping是shi否fou會hui引yin起qi用yong戶hu使shi用yong困kun難nan。該gai測ce量liang還hai能neng顯xian示shi是shi否fou需xu要yao改gai變bian到dao另ling一yi個ge接jie入ru信xin道dao。野ye外wai測ce試shi必bi須xu有you一yi個ge寬kuan的de頻pin率lv範fan圍wei(最好是 9kHz-20GHz),以便能正確安裝和維護3G基站。高達13GHz及(ji)以(yi)上(shang)的(de)諧(xie)波(bo)測(ce)量(liang)需(xu)要(yao)更(geng)高(gao)的(de)帶(dai)寬(kuan)。寬(kuan)的(de)頻(pin)率(lv)覆(fu)蓋(gai)對(dui)頻(pin)譜(pu)監(jian)控(kong)來(lai)說(shuo)也(ye)是(shi)重(zhong)要(yao)的(de)。除(chu)了(le)優(you)異(yi)的(de)動(dong)態(tai)範(fan)圍(wei),允(yun)許(xu)頻(pin)譜(pu)監(jian)控(kong)實(shi)現(xian)很(hen)高(gao)的(de)精(jing)度(du)。圖(tu)2顯示了寬動態範圍的優點。
快速掃描是目前現場測試的另一個重要需求。那些能夠自動地建立與所要求的精密測量相一致的最快掃描將能同時保證速度、精度和靈活性方麵的需求。如果儀器內部有一個用於AM、窄帶FM、寬帶FM和信號邊帶解調的解調器的話,將更容易識別幹擾信號。
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使用簡單性
隨sui著zhe新xin一yi波bo通tong信xin技ji術shu的de研yan發fa,即ji便bian是shi對dui於yu標biao準zhun委wei員yuan會hui的de設she計ji工gong程cheng師shi們men來lai說shuo,要yao跟gen上shang與yu無wu線xian技ji術shu相xiang關guan的de各ge種zhong標biao準zhun的de發fa展zhan是shi困kun難nan的de事shi情qing。而er這zhe對dui於yu現xian場chang工gong程cheng師shi和he技ji師shi來lai說shuo,則ze幾ji乎hu是shi不bu可ke能neng的de。這zhe就jiu是shi為wei什shen麼me要yao求qiu野ye外wai現xian場chang使shi用yong的de儀yi器qi必bi須xu使shi用yong簡jian便bian並bing具ju有you自zi動dong測ce量liang功gong能neng。
最實用的內置測量應該是最通用的。通過簡單地按下一兩個按鍵即可實現這些內置測量,其中包括場強、占用帶寬、信道功率、相鄰信道功率比、AM/FM/SSB調製、以及C/I比。
減少需要設置的參數也會改善精度並加速測試。技師可以將輸入衰減量固定到參考電平上,RBW/VBW和span/RBW比值可以設定到測量所需的最佳值。下來就進一步減輕了技師的負擔,並減少了出錯的機會。
跡線存儲也能簡化測量。如果儀器能夠存儲大量的跡線,可以將它們拷貝到PC中,然後用作為未來測量的參考,或者進行後分析,來檢測幹擾模糊圖。
遙(yao)控(kong)工(gong)具(ju)也(ye)是(shi)很(hen)有(you)用(yong)的(de)。如(ru)果(guo)工(gong)程(cheng)師(shi)能(neng)夠(gou)在(zai)辦(ban)公(gong)桌(zhuo)上(shang)控(kong)製(zhi)遠(yuan)至(zhi)數(shu)英(ying)裏(li)以(yi)外(wai)的(de)測(ce)試(shi)儀(yi)器(qi),將(jiang)是(shi)非(fei)常(chang)有(you)益(yi)的(de)。工(gong)程(cheng)師(shi)能(neng)夠(gou)觀(guan)看(kan)顯(xian)示(shi)屏(ping)並(bing)遙(yao)控(kong)儀(yi)器(qi),這(zhe)樣(yang)就(jiu)允(yun)許(xu)一(yi)個(ge)有(you)經(jing)驗(yan)的(de)工(gong)程(cheng)師(shi)以(yi)便(bian)利(li)的(de)方(fang)式(shi)實(shi)時(shi)監(jian)控(kong)多(duo)個(ge)站(zhan)點(dian)。
野外現場應用
某些安裝鐵塔的位置要求儀器非常小並且結實。多年來,野外用戶證明在便攜儀器和手持儀器之間有很大差別。許多時候,儀器重達20-40磅,這在必須攜帶到惡劣的山地地區時是非常笨重的。
幸運的是,如今的野外現場測試儀器具有所有的測量功能,安裝在一個既輕便又耐用的底座上,使用簡便。儀器滿配置時的重量僅7磅,其中還包括電池的重量,如今能夠實現以前必須用3-4倍重的儀器才能實現的測量。這就允許將儀器攜帶到任何地方,包括塔頂。
耐用性也是一個考慮因素,如今野外使用的儀器要求達到軍用級。另外,還要求配置一個又大又亮的LCD,以便在任何條件下都能觀看測試結果,包括在明亮的陽光下。
結論
很大程度上由於3.5G/4G網絡的部署,引起RF頻(pin)譜(pu)擁(yong)擠(ji),這(zhe)迫(po)使(shi)野(ye)外(wai)用(yong)測(ce)試(shi)儀(yi)器(qi)做(zuo)出(chu)相(xiang)應(ying)改(gai)變(bian)。如(ru)今(jin),野(ye)外(wai)測(ce)試(shi)儀(yi)器(qi)必(bi)須(xu)能(neng)夠(gou)提(ti)供(gong)實(shi)驗(yan)室(shi)級(ji)的(de)測(ce)量(liang)精(jing)度(du),同(tong)時(shi)又(you)必(bi)須(xu)方(fang)便(bian)易(yi)用(yong),體(ti)積(ji)小(xiao),重(zhong)量(liang)輕(qing)且(qie)經(jing)久(jiu)耐(nai)用(yong)。根(gen)據(ju)這(zhe)些(xie)準(zhun)則(ze)來(lai)選(xuan)擇(ze)合(he)適(shi)的(de)測(ce)試(shi)結(jie)果(guo)將(jiang)有(you)益(yi)於(yu)無(wu)線(xian)網(wang)絡(luo)的(de)部(bu)署(shu)、安裝和維護。
- RF測量儀的三大發展趨勢:性能、使用簡單性和野外現場應用
過去幾年中,無線技術繼續以驚人的速度獲得持續發展,目前在許多地方正在部署3.5G/4G技術就是明證。隨著RF頻譜變得越來越擁擠,負責網絡性能維護的工程師麵臨著巨大的挑戰。
由(you)於(yu)市(shi)場(chang)因(yin)素(su),一(yi)直(zhi)要(yao)求(qiu)測(ce)試(shi)儀(yi)器(qi)演(yan)進(jin)得(de)與(yu)無(wu)線(xian)技(ji)術(shu)本(ben)身(shen)一(yi)樣(yang)快(kuai)。例(li)如(ru),測(ce)試(shi)低(di)電(dian)平(ping)信(xin)號(hao)的(de)能(neng)力(li)正(zheng)變(bian)得(de)日(ri)益(yi)重(zhong)要(yao),不(bu)僅(jin)是(shi)檢(jian)測(ce)幹(gan)擾(rao),還(hai)用(yong)於(yu)無(wu)線(xian)係(xi)統(tong)的(de)規(gui)劃(hua)。這(zhe)是(shi)因(yin)為(wei)如(ru)上(shang)所(suo)述(shu)的(de)RF頻譜日益擁擠。實際上,因為如今的無線信號的複雜度,要求現場測試儀器能夠提供實驗室級的性能。
為確保網絡性能的精確測量要求的不隻是高性能。作為現場使用的儀器,如圖1所suo示shi,必bi須xu是shi使shi用yong方fang便bian,僅jin需xu很hen少shao的de幾ji個ge按an鍵jian就jiu能neng夠gou使shi現xian場chang工gong程cheng師shi或huo技ji師shi完wan成cheng測ce量liang。另ling一yi個ge關guan鍵jian因yin素su是shi體ti積ji和he耐nai用yong性xing。由you於yu許xu多duo工gong作zuo場chang所suo是shi野ye外wai鐵tie塔ta所suo處chu的de位wei置zhi,故gu儀yi器qi必bi須xu能neng夠gou耐nai受shou惡e劣lie的de天tian氣qi,重zhong量liang必bi須xu很hen輕qing,以yi便bian用yong戶hu能neng攜xie帶dai者zhe到dao很hen遠yuan的de地di方fang。

圖1:Anritsu頻譜分析儀MS2724B,頻率範圍為9 kHz到20 GHz。
性能
野(ye)外(wai)現(xian)場(chang)用(yong)儀(yi)器(qi)的(de)性(xing)能(neng)不(bu)如(ru)實(shi)驗(yan)室(shi)的(de)工(gong)作(zuo)台(tai)儀(yi)器(qi)的(de)說(shuo)法(fa)早(zao)已(yi)過(guo)時(shi)。野(ye)外(wai)現(xian)場(chang)測(ce)量(liang)需(xu)要(yao)極(ji)高(gao)的(de)精(jing)度(du)。例(li)如(ru),一(yi)台(tai)手(shou)持(chi)的(de)頻(pin)譜(pu)分(fen)析(xi)儀(yi)是(shi)用(yong)來(lai)測(ce)量(liang)現(xian)場(chang)低(di)電(dian)平(ping)信(xin)號(hao)的(de)常(chang)見(jian)儀(yi)器(qi)。為(wei)了(le)測(ce)量(liang)精(jing)確(que),要(yao)求(qiu)該(gai)儀(yi)器(qi)在(zai)1GHz處的顯示平均噪聲基底電平為-153dBm,以yi便bian被bei測ce信xin號hao能neng夠gou位wei於yu噪zao聲sheng基ji底di以yi上shang較jiao高gao的de地di方fang。幾ji年nian前qian,這zhe樣yang的de性xing能neng隻zhi有you在zai測ce試shi工gong作zuo台tai上shang才cai可ke能neng實shi現xian。但dan現xian在zai幾ji乎hu所suo有you的de儀yi器qi都dou可ke以yi具ju有you這zhe樣yang的de性xing能neng。
隨著更多的802.11接入點的安裝,位於2.4-5.8GHz頻段上的幹擾增加。對於這種情況,載幹比(C/I)測ce量liang是shi重zhong要yao的de,因yin為wei接jie入ru點dian安an裝zhuang人ren員yuan利li用yong該gai指zhi標biao很hen容rong易yi確que定ding幹gan擾rao電dian平ping是shi否fou會hui引yin起qi用yong戶hu使shi用yong困kun難nan。該gai測ce量liang還hai能neng顯xian示shi是shi否fou需xu要yao改gai變bian到dao另ling一yi個ge接jie入ru信xin道dao。野ye外wai測ce試shi必bi須xu有you一yi個ge寬kuan的de頻pin率lv範fan圍wei(最好是 9kHz-20GHz),以便能正確安裝和維護3G基站。高達13GHz及(ji)以(yi)上(shang)的(de)諧(xie)波(bo)測(ce)量(liang)需(xu)要(yao)更(geng)高(gao)的(de)帶(dai)寬(kuan)。寬(kuan)的(de)頻(pin)率(lv)覆(fu)蓋(gai)對(dui)頻(pin)譜(pu)監(jian)控(kong)來(lai)說(shuo)也(ye)是(shi)重(zhong)要(yao)的(de)。除(chu)了(le)優(you)異(yi)的(de)動(dong)態(tai)範(fan)圍(wei),允(yun)許(xu)頻(pin)譜(pu)監(jian)控(kong)實(shi)現(xian)很(hen)高(gao)的(de)精(jing)度(du)。圖(tu)2顯示了寬動態範圍的優點。

圖2:結果顯示為了測量在偏離20KHz的地方有一個-22dBm幹擾的-114dBm的信號所需要的寬動態範圍。
快速掃描是目前現場測試的另一個重要需求。那些能夠自動地建立與所要求的精密測量相一致的最快掃描將能同時保證速度、精度和靈活性方麵的需求。如果儀器內部有一個用於AM、窄帶FM、寬帶FM和信號邊帶解調的解調器的話,將更容易識別幹擾信號。
[page]
使用簡單性
隨sui著zhe新xin一yi波bo通tong信xin技ji術shu的de研yan發fa,即ji便bian是shi對dui於yu標biao準zhun委wei員yuan會hui的de設she計ji工gong程cheng師shi們men來lai說shuo,要yao跟gen上shang與yu無wu線xian技ji術shu相xiang關guan的de各ge種zhong標biao準zhun的de發fa展zhan是shi困kun難nan的de事shi情qing。而er這zhe對dui於yu現xian場chang工gong程cheng師shi和he技ji師shi來lai說shuo,則ze幾ji乎hu是shi不bu可ke能neng的de。這zhe就jiu是shi為wei什shen麼me要yao求qiu野ye外wai現xian場chang使shi用yong的de儀yi器qi必bi須xu使shi用yong簡jian便bian並bing具ju有you自zi動dong測ce量liang功gong能neng。
最實用的內置測量應該是最通用的。通過簡單地按下一兩個按鍵即可實現這些內置測量,其中包括場強、占用帶寬、信道功率、相鄰信道功率比、AM/FM/SSB調製、以及C/I比。
減少需要設置的參數也會改善精度並加速測試。技師可以將輸入衰減量固定到參考電平上,RBW/VBW和span/RBW比值可以設定到測量所需的最佳值。下來就進一步減輕了技師的負擔,並減少了出錯的機會。
跡線存儲也能簡化測量。如果儀器能夠存儲大量的跡線,可以將它們拷貝到PC中,然後用作為未來測量的參考,或者進行後分析,來檢測幹擾模糊圖。
遙(yao)控(kong)工(gong)具(ju)也(ye)是(shi)很(hen)有(you)用(yong)的(de)。如(ru)果(guo)工(gong)程(cheng)師(shi)能(neng)夠(gou)在(zai)辦(ban)公(gong)桌(zhuo)上(shang)控(kong)製(zhi)遠(yuan)至(zhi)數(shu)英(ying)裏(li)以(yi)外(wai)的(de)測(ce)試(shi)儀(yi)器(qi),將(jiang)是(shi)非(fei)常(chang)有(you)益(yi)的(de)。工(gong)程(cheng)師(shi)能(neng)夠(gou)觀(guan)看(kan)顯(xian)示(shi)屏(ping)並(bing)遙(yao)控(kong)儀(yi)器(qi),這(zhe)樣(yang)就(jiu)允(yun)許(xu)一(yi)個(ge)有(you)經(jing)驗(yan)的(de)工(gong)程(cheng)師(shi)以(yi)便(bian)利(li)的(de)方(fang)式(shi)實(shi)時(shi)監(jian)控(kong)多(duo)個(ge)站(zhan)點(dian)。
野外現場應用
某些安裝鐵塔的位置要求儀器非常小並且結實。多年來,野外用戶證明在便攜儀器和手持儀器之間有很大差別。許多時候,儀器重達20-40磅,這在必須攜帶到惡劣的山地地區時是非常笨重的。
幸運的是,如今的野外現場測試儀器具有所有的測量功能,安裝在一個既輕便又耐用的底座上,使用簡便。儀器滿配置時的重量僅7磅,其中還包括電池的重量,如今能夠實現以前必須用3-4倍重的儀器才能實現的測量。這就允許將儀器攜帶到任何地方,包括塔頂。
耐用性也是一個考慮因素,如今野外使用的儀器要求達到軍用級。另外,還要求配置一個又大又亮的LCD,以便在任何條件下都能觀看測試結果,包括在明亮的陽光下。
結論
很大程度上由於3.5G/4G網絡的部署,引起RF頻(pin)譜(pu)擁(yong)擠(ji),這(zhe)迫(po)使(shi)野(ye)外(wai)用(yong)測(ce)試(shi)儀(yi)器(qi)做(zuo)出(chu)相(xiang)應(ying)改(gai)變(bian)。如(ru)今(jin),野(ye)外(wai)測(ce)試(shi)儀(yi)器(qi)必(bi)須(xu)能(neng)夠(gou)提(ti)供(gong)實(shi)驗(yan)室(shi)級(ji)的(de)測(ce)量(liang)精(jing)度(du),同(tong)時(shi)又(you)必(bi)須(xu)方(fang)便(bian)易(yi)用(yong),體(ti)積(ji)小(xiao),重(zhong)量(liang)輕(qing)且(qie)經(jing)久(jiu)耐(nai)用(yong)。根(gen)據(ju)這(zhe)些(xie)準(zhun)則(ze)來(lai)選(xuan)擇(ze)合(he)適(shi)的(de)測(ce)試(shi)結(jie)果(guo)將(jiang)有(you)益(yi)於(yu)無(wu)線(xian)網(wang)絡(luo)的(de)部(bu)署(shu)、安裝和維護。
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