提高多径传输接收器测试效率的方法

衰落和多径效应等信道损伤可能阻碍无线通信正常工作。因为信道损伤常常难以预测，同时也不可复制，所以很多工程师面临的一个挑战是如何提供带实际信号环境的可靠模型的原型接收器。幸运的是，通过现代测量技术(包括使用测试信号记录)了解造成信道损伤的原因，能够检测出当存在信道损伤时的多径传输接收器的有效工作能力。

大规模和小规模衰落都将带来设计挑战。为使接收器的动态范围最大化，大多数多径传输接收器接收器采用自动增益控制(AGC)电路对接收信号强度的快速变化进行补偿。通常将ADC直接放在无线接收器的预选滤波器之后。AGC确保混合器和中频(IF)级输出保持相对稳定，即使信号强度快速波动，也能使接收器获得足够的动态范围。

测试衰落条件下的无线接收器也很困难。在实际估算时，工程师必须给待测接收器提供一个准确代表配置环境的激励信号。传统上，接收器设计验证与确认都非常困难、昂贵且耗时。如今的测试工程师普遍使用信道仿真、驱动测试以及信号记录与回放这三钟接收器验证方法中的一种来进行验证。

信道仿真可通过被设计用来重新生成各种类型衰落的信道模拟器来实现。然而，信道模拟器也有缺点，因为接收器在其配置环境中通常经历多达40个或者更多不同的信号路径，即使最复杂的模拟器生成的信号也没有实际信号那么复杂。此外，模拟器模拟干扰的选择也是有限的。

因此，驱动测试是另一种估算接收器在真实条件下的性能的方法。驱动测试确保接收器既能适应大程度也能适应小规模信道衰落。工程师通过在典型配置环境下的驱动测试，可确定接收器是否能适应信道的最强功率变化和多路径衰落。

但是驱动测试的缺点是昂贵、费时且不可重复。由于在特定测试期间，天气和湿度等环境因素可能影响信号传输，所以重新生成相同状况通常很困难。为此，工程师对能够记录感兴趣的RF信号，并在实验室环境下重现该信号的技术越来越感兴趣。

通过记录实际信号，可能捕获很多信道损伤，如大规模信道损伤、多路径传输和干扰。捕获实际RF通信信号的过程涉及驱动RF记录系统。它在对接收器来说很困难的环境下被驱动，随后一旦捕获大量数据，记录到的信号便能在控制的实验室环境下重新生成，并直接连接到接收器进行评估。

与传统测试方法相比，使用记录波形方法测试接收器有很多优点。它能采用比仿真更自然的损伤估算接收器，还可得到能很好重复的测试结果。一个测试变为另一个测试而记录波形将不变，可在设计的多个阶段采用相同的激励数据集对接收器进行特征化，因此，RF记录和回放方案比其他方法更划算。

传统RF仪器的波形存储机制使用嵌入式随机存取存储(RAM)，能存储的最大波形为几百兆字节。但是，基于仪器的PCI扩展(PXI)总线格式的仪器采用高速外部独立磁盘冗余阵列(RAID)存储器，能存储并重现更多波形。

利用美国国家仪器公司(NI)的LabVIEW信号处理软件，在从RF数据流到磁盘的应用能取得最好的结果。在这种应用场合中，采用矢量信号分析仪(VSA)获取基带数据并传送给队列结构。队列结构将基带数据传输给下一环节，然后被进磁盘。PXI 仪器在整个带宽上都支持这种方法。例如，NI PXIe-5672 2.7GHz矢量信号分析仪可连续生成的信号带宽长达20MHz、持续时间为5小时或更长。

RF记录和回放设计的第二个设计挑战是保持采样仪器的整个动态范围。当记录仪器PXI-5661在高达80dB动态范围工作时，如果没有AGC，在整个驱动测试中维持此动态范围非常困难。

一个可能的解决方案是在记录仪器的前端增加一个简单的AGC，如Averna Technologies的AGC。通过将VSA保持在恒定功率，即使记录信号的功率不断变化，使用仪器的整个动态范围也是可能的。