是德科技
放大器测试
确保对 LTE 功率放大器进行快速、
准确的 ACPR 测量
应用指南
简介
概览
3GPP 长期演进 (LTE) 标准旨在为 3G 无线通信系统向更高数据速率、更低延迟和更优化的分组无
线接入技术演进提供一个新的标准架构。它的目标是实现下行链路峰值数据速率超过 100 Mbps，
相同带宽下容量比 HSDPA 增加 3 到 5 倍，与此同时延迟最短达到 20ms。虽然 LTE 有可能增强
3G 网络性能并给移动电视和视频市场带来许多新的商机，但是在消费类产品领域中获得成功绝
非易事。除了其他条件外，它还需要工程师对功率放大器 (PA) 给予更多的关注，该器件在 LTE 发
射机的射频前端具有重要作用。功率放大器对手机的功耗有很大影响，而且作为一种有源器件，
其非线性特性可能会给产品带来问题。LTE 的演进型 Node B (eNB) 功率放大器面临着类似的问题，
而且由于它可能是多载波甚至是混合载波的，使得问题更加复杂。要实现最佳的 LTE 系统性能必
须有高效的和线性的功率放大器。因此为了实现这一目标，需要在设计和优化阶段对功率放大器
进行精确测试。
面临挑战
测试 LTE 系统中的功率放大器是一项艰巨的任务，那是因为 LTE 系统非常复杂、其宽带的信号特
性使得有用信号与噪声更为类似，因此需要满足严格的性能指标要求，与此同时 LTE 技术依然在
持续演进的过程之中，这使得测试变得更加困难。因此，LTE 系统的设计人员和测试工程师不仅
要面临许多新的测量项目，甚至对这些测量需求如何操作也十分苦恼。例如相邻信道功率比 (ACPR
或 ACLR) 的测量，它是衡量系统线性度的主要指标，由于 LTE 系统可能会导致功率放大器进入非
线性区域，所以该项测量是对功放的一项必要且关键的性能测试。
目前，工程师通常使用已有的标准测量工具 ( 例如频谱分析仪和软件 ) 来进行 ACPR 测量。遗憾
的是，这些工具不能提供最佳的方法来快速、精确地测量功率放大器的 ACPR ，同时也无法简化
测试设置或实际测试流程 __ 而所有这一切对于确保 LTE 设备获得商业成功都是至关重要的。
解决方案
要 想 快 速、 精 确 地 测 量 LTE 功 放 的
ACPR，需要使用灵活和通用的信号
发生器和信号分析仪— 这两种仪器
都必须能够适应 LTE 标准不断变化的
要求和复杂性。信号发生器为元器件
测试提供了所需要的标准 LTE 信号。
信号分析仪使工程师可以执行许多标
图1: Keysight MXG 射频矢量信号发生器支持2009 年3 月的LTE 标准版本。
准功率测量 ( 例如 ACPR) 和许多解调
性能测量，以便进行故障诊断和检测
被测件的细微特征 ( 包括 EVM 性能 )。
Keysight MXG 使用列表扫描功能
能够提供业界领先的切换速度。
除 ACPR 之 外， 工 程 师 还 能 进 行 其
他测量，包括本振相位噪声、肩衰
减、频谱辐射模板、星座图、MER/
EVM、I/Q 失真、频率误差和 BER。
使用通用信号发生器和信号分析仪是
快速、准确测量 ACPR 的关键，但是
这些仪器还必须满足其他要求。它们
必须是经济高效、快速和可扩展的，
并且必须支持不断演进的 LTE 标准。
由于 ACPR 测量要求一个具有低失真
的信号作为输入，这样才不会掩盖放
大器的真实性能，因此，测量解决方
案需要在更宽范围的输出功率电平上
具有低失真度特征，甚至是在高功率
电平上。这样就减少了使用外部功率
放大器来驱动被测件的需求 ( 视输入
图 2: MXG 在频率、幅度和波形上的切换速度。在列表模式中，所有这些属性可以同时切换。
信号电平要求而定 )。
Keysight MXG 射频矢量信号发生器
够轻松扩展以满足设计人员或测试工
Keysight Signal Studio 软件一起使用
和 MXA 信号分析仪都是非常强大的
程师的功放测量需求。由于它非常直
时，MXG 能够生成适合特定应用的
测量工具，能够快速、精确地测试
观的使用方式，用户可以在本地或远
信号。
LTE 的功放。MXG 射频矢量信号发生
程在线修改关键的信号参数。
器 具 有 极 快 的 切 换 速 度 (SCPI 模 式
Signal Studio for 3GPP LTE 是一个在
时 ≤ 1.2 ms)、 业 界 最 佳 的 ACPR( 高
MXG 具有宽阔、平坦的带宽和低失
PC 上运行的应用软件，能够生成标
于 -70dBc) ( 即使在高功率电平上或
真度特征，可以提供所需的高动态范
准的上行链路和下行链路 LTE 波形，
更宽范围的输出功率电平上 )、高功
围的测试信号，在任意功率电平上针
可与 MXG 信号发生器一起使用。经
率、小体积以及操作简便的自检能力
对所有波形 ( 包括那些具有高波峰因
过业界验证的性能优化的波形能够
( 图 1 和图 2)。
数的波形 ) 进行精确的放大器 ACPR
测试各种元器件指标，包括 : EVM、
测量。它支持带 W-CDMA 信号的多
ACLR、CCDF 等等。预定义设置和可
MXG 有各种频率范围和性能配置可
载波信号功能，这项特性非常重要，
修改信号参数的能力使工程师可以自
供选择，并且支持所有 3GPP 定义的
因为许多早期的 LTE 系统部署可能同
定义各种信号，以适应其不断变化的
测试模式和最新版本的 LTE 标准，能
时包括 W-CDMA 和 LTE 配置。当与
需求。
3
是德科技的 MXA 信号分析仪是一款中
档信号分析仪，它具有出色的精度和
性能，完全满足 LTE 通信系统设计和
制造的需求 ( 图 3)。它提供了极快的
速度 ( 模式 / 测量切换时间 <39ms，
ACLR 快速模式测量时间 <14ms) 和可
扩展性、业界最广泛的应用测量解决
方案 ( 超过 20 种 )，并支持 50 多种调
制类型。它支持多个频率范围 (20Hz
至 3.6、8.4、13.6 和 26.5 GHz)，并提
供了高达 26.5 GHz 的内部完全校准的
前置放大器选件，以及 25 MHz 分析带
图 3: KEYSIGHT MXA 信号分析仪
宽选件和高达 3.6GHz 的 1dB 电子衰
减器选件。它还具有一个纯数字中频、
+15 dBm TOI、-151dBm/HzDANL ( 典
型 值 为 -154 dBm/Hz)、0.3 dB 绝 对
幅 度 精 度 和 73 dB WCDMAACLR 动
态范围 ( 使用噪声校准后的典型值
78dB)。MXA 现 在 提 供 了 一 种“ 滤
波积分带宽 (filtered IBW)”的全新的
ACPR 测量方法，它使用陡峭截止的
带通滤波器，从而扩大了测量的动态
范围。
使用在 MXA 上运行的 N9080ALTE、
N9082A TD-LTE 测量应用软件，工程
师可以针对 UL 和 DL 测量中所有带
图 4: 使用与 MXA 直接相连的 MXG 获得的典型相邻信道功率比性能。
宽和调制格式的 LTE 信号进行深入和
符合标准的调制分析。工程师能够按
总结
X 系列的强大功能
择特定区域进行分析。通过面板硬键
尽 管 LTE 系 统 具 有 多 种 优 势， 但 此
MXG 信号发生器和 MXA 信号分析仪
/ 屏幕功能键来手动控制用户界面或
项技术的高复杂程度也给测量带来了
是是德科技全套功能强大的 X 系列测
通过 SCPI 远程用户界面控制，能够
巨大的挑战，特别是在测试功率放大
试产品中的关键产品。这些产品使
自动执行设计验证和 / 或样机制造。
器的时候。要使系统达到最理想的性
工程师能够获得更出色的设计分析能
能，LTE 的功放必须是高效和线性的，
力，加快制造过程，并抢在竞争对手
因此工程师必须对其进行精确的测
之前率先将产品投放市场。
照资源块、子载波、时隙或符号来查
看 LTE 信号，还能查看复合信号或选
有了 MXA 的 PowerSuite，工程师可
以使用一系列标准的、完整的、功
试。Keysight MXG 射 频 矢 量 信 号 发
能强大的一键式测量来评估信号质
生器和 MXA 信号分析仪能够显著简
Keysight X 系列是速度与可扩展性的
量 ( 例如 ACPR、通道功率、占用用
化这一任务。这些解决方案具有灵活
完美结合，由全球知名的测量专家创
带、频谱辐射模板、CCDF、突发脉
性、可扩展性和极快的测量速度，正
建和支持。现在，它们正帮助工程
冲功率和杂散幅射 ) ( 图 4)。通过运
是当前设计专家和测试工程师最迫切
师向全球的新兴市场提供创新和更高
行 MXA 中 的 89601A 矢 量 信 号 分 析
需要的工具，从而帮助大家创建最佳
性能的产品。如欲了解有关 Keysight
(VSA) 应用软件，工程师可以进行高
的 LTE 系统。
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制类型的故障。
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LTE TDD
– MXA PowerSuite
89601A VSA 软件
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©Keysight Technologies, 2014
出版号: 5990-4128CHCN
原出版日期: 2009 年 7 月
新出版日期: 2014 年 8 月
www.keysight.com