[发明专利]用于测试无线数据包信号收发器的系统和方法

说明书

背景技术

本发明涉及测试射频(RF)数据包信号收发器，并且具体地，涉及测量RF数据包信号收发器受测设备(DUT)的发射信号质量并由此能够评估其误差矢量幅度(EVM)。

当今的许多电子设备对于连接和通信两个目的都使用无线信号技术。因为无线设备发射并接收电磁能，并且因为两台或更多台无线设备由于其信号频率和功率谱密度具有干扰彼此操作的可能性，所以这些设备及其无线信号技术必须遵循多种无线信号技术标准规范。

在设计此类无线设备时，工程师们特别注意确保此类设备将符合或超出其所采用的无线信号技术规定的每个基于标准的规范。此外，在后续量产制造这些设备时，对其进行测试以确保制造缺陷将不引起不当操作，包括其对所采用无线信号技术的基于标准的规范的遵循情况。

对于在其制造和装配设备之后来测试这些设备，当前无线设备测试系统通常采用测试子系统来为每台受测设备(DUT)提供测试信号并分析接收自每台DUT的信号。一些子系统(通常被称为“测试仪”)至少包括用于将待发射的源信号提供给DUT的矢量信号发生器(VSG)以及用于分析DUT所生成信号的矢量信息分析器(VSA)。由VSG生成测试信号和由VSA执行信号分析一般来讲是可编程的(例如，通过使用内部可编程控制器或外部可编程控制器，诸如个人计算机)，以便使得每一者可用于测试各种设备是否遵循具有不同频率范围、带宽和信号调制特性的各种无线信号技术标准。

作为制造无线通信设备的一部分，生产成本的一个重要部分是与这些制造测试相关联的成本。通常，测试成本与执行测试所需的测试设备的复杂性直接相关。因此，可保留测试准确性同时最小化设备成本(例如，由于必需的测试设备或测试仪的复杂性增加而导致成本增加)的创新是重要的，并且可显著节约成本，尤其是考虑到制造和测试的此类设备的较大数量。

参见图1，适用标准中指定通常执行的测试之一被描述为误差矢量幅度(EVM)，其为发射信号质量的量度并且提供DUT实施中的各种缺陷(例如，由于设计或制造引起的缺陷)对于所发射数据包信号中数据符号的影响总和的指示。典型的缺陷是由于信号压缩、信号动态范围、I/Q误差、干扰和相噪声引起的。如本领域中熟知的那样，EVM是理想符号位置与测量的符号位置之间的信号空间内的距离量值。理想符号位置具有相关联的量值V+E和相位角θ，而测量的符号位置具有量值V和等于θ与相位误差角之和的相位角。

标准指定的EVM将具有不得超过的值。测试EVM与制造相关，并且可能耗时较长，对于较低比特率调制方案尤其如此。另外，获得准确的EVM测量需要使用具有高信噪比(SNR)的测试设备。这使得在空中下载(OTA)测试环境中进行此类测量尤其困难，因为正在测量的发射信号水平非常低(由于无线信号路径引发的信号衰减)，从而得到具有低SNR的信号测量。然而，EVM测量是重要的并且通常被执行以验证OFDM(正交频分复用)发射器的调制准确度，利用EVM提供信号发生器质量的简单单个数字汇总。

参见图2，典型的测试环境10包括DUT 12和为EVM测试仪14的形式的测试设备，信号通信经由信号路径16发生，信号路径通常为有线连接的形式，包括经由安装在DUT 12和测试仪14上或以其它发生与它们相关联的同轴连接器12c、14c连接的同轴电缆16c。

测量EVM时，执行此类测量的测试仪14具有执行效果足够良好的内部电路，其对于所测量EVM的贡献显著小于由于DUT性能造成的EVM贡献，这一点十分重要。一般要求是由于测试仪14的性能造成的EVM增大比来自正在测量的DUT的信号的EVM小至少10dB，以提供主要为DUT性能表征的EVM测量结果。EVM要求随着众多标准而增加，因此实现并保持这些要求变得更困难也更昂贵。

另外，大多数测量仪器被设计成在高输入信号功率水平下测量信号特性，其中测试仪器通常通过信号衰减有限的有线连接连接到DUT。因此，大多数仪器的输入噪声系数显著大于DUT的典型接收器电路的噪声系数。例如，测试仪器可通常具有30dB的噪声系数，与之相比，DUT接收器电路的更典型噪声系数为3-4dB。因此，该增大的仪器噪声限制了可测量的最小信号水平，从而使得测试仪器测量低信号功率水平的效率下降，诸如将预期使用OTA信号路径的测试环境，或以其它方式遭遇较大信号路径损耗的测试环境。

发明内容