很多案例可以演示 National Instruments 工具的使用。例如,参考文献 2 中描述了德州大学与 Drexel 大学的一个联合项目,主要是为 MIMO(多输入/多输出)系统建模。德州大学亦在 2003 年用 LabView 为早期
WiMax 系统建模。
National Instruments 模块化的产品使这些工具也适于现场工作。现场记录 RF 能量是设计者做实验室产品测试时的常见工作。因此很难综合建立一种符合现场实际情况的困难环境。National Instruments 的产品经理 David Hall 指出,可以在某个有硬盘的系统中,使用该公司的一种 VSA(矢量信号分析仪),记录下五个小时的实际环境,供以后在实验室中进行回放。
推高频率
为支持对最先进无线系统的测试与建模,测试公司必须推进自己的硬件设计,增加基于软件的调制工具。Agilent 的 Stark 回顾了无线技术发展的三个维度,指出单个标准倾向于推动一个或两个维度,但不会同时推动三个。她引用 WiMax 和 UWB 为例。Stark 称,WiMedia 最流行的变种 UWB 采用了一种相对简单的调制方法,但却占用相对较宽的 500 MHz 信道。与之相反,WiMax 则采用相对较窄的 10MHz 信道,但却用复杂的调制方法。两种情况下,标准均规定在 5GHz ~ 6GHz 范围内工作。

仅一个新标准的中心频率就可以产生对新硬件的需求。Rohde & Schwarz 公司的 Panzer 指出,该公司的 CMU200 移动射频测试仪几乎可以用于所有蜂窝标准。但它只能工作到 3 GHz, 为了支持 WiMax,该公司不得不开发 6GHz的CMW500 测试仪(图2)。而硬件的推动力并没有就此止步。为了测试 MIMO 系统,可能需要两台6GHz 设备。
Azimuth公司的 Celine 称 MIMO 是测试工具要支持的一种困难技术。Azimuth 集中研究了 Wi-Fi 和 WiMax,并提前在 MIMO专业技能上投下赌注,以实现公司的差异化。Celine指出,一台 MIMO 测试仪器中的信道仿真器不同于传统仪器。Celine 称:“在 SISO(单输入/单输出)时,仿真器是作为一个干扰源。而在 MIMO 中,技术的工作原理是多路径。”
放大器优化经验
一些使用情景能帮助分析仪器的其它特性和设计挑战,并详细说明如何在实验室中使用这种仪器。Agilent 公司的 Stark 将功率放大器看作是OFDMA 射频设计标准(如移动 WiMax)的关键部分。她称一个糟糕的功率放大器设计会导致不良的电池寿命、使用范围和数据速率,它们是一个产品对消费者非常重要的终极属性。

据 Stark 说,功率放大器在移动 WiMax 情况下会成为一个问题,因为调制方法会将设计的放大器推入一个非线性区。另外,输出信号必须无规律地变化,有一个高的峰均比。WiMax 设计的客户端亦有空间和发热限制。
在这一代的仿真与计算工具中,不需要建立硬件就可以开始功率放大器的开发。可以用Agilent公司的 EEsof RF 建模 EDA工具设计和仿真放大器。EEsof 工具可以馈入一台信号发生器,并用PC机上的89600 VSA 软件描述设计的特性。VSA软件包运行在PC上,可以与各种Agilent示波器与信号分析仪器接口。
Stark 提供了几个规格实例,可以用于这种情况下的特性描述与微调。例如,WiMax 与蜂窝标准中有个一般称为 EVM(误差矢量幅度)或 RCE(相对星座误差)的规格,用于测量星座图的精度(图3)。功率放大器是增加 EVM/RCE 误差的一个部件。比如,一个采用 BPSK(二进制相位键控)或 4-QAM(四相 QAM)的简单系统在调制符号间有宽的间隔,这种系统可以容忍高的 EVM/RCE 值。但一个 64-QAM(64 相 QAM)系统的误差预算就很紧张,据 Stark 称,放大器的设计一般对误差预算的贡献最多为 1%。
可以只按一个可用比率做 EVM/RCE 测试。但在 Stark 的例子中,仿真部分可以在将设计转为硬件以前进行测试和优化。
放大器产生的问题
Darren McCarthy 是 Tektronix 仪器业务部的全球 RF 技术营销经理,他同意功率放大器的设计是无线客户端电池寿命与性能的关键。McCarthy 指出在 OFDM 或 OFDMA 系统中要尽量减少一个信道向其它信道的功率泄漏。对这种情况的测试就是 ACPR(邻道功率比),它是系统线性度的一个量度。