作为一名工程师，您需要充分发挥射频技术的效能。用户体验非常关键，并且用户的期望值也较高。那么，如何才能充分发挥射频技术的效能？

如今，市场对无线数据的需求日益增多，数据用户数量也在不断增长，但可用的频谱却有限。您可以通过采用复杂的协议和物理层来尽可能地提高频谱效率，以应对用户数量的增长。但是，随着无线设备的增多，射频工程师必定会遇到干扰问题，这也将成为日益严峻的挑战。

由于存在各种干扰、电池电量限制，同时还要符合各种标准和不断变更的监管规定，所以传输如此庞大的数据绝非易事，但您可以做到。在用户看来，这简直就像是一种魔法。下面，您将了解如何充分发挥射频收发信机的效能。

射频测试让梦想变为现实

无线测试对于丰富多样且数量不断增多的互联技术至关重要。

那么，您如何查明收发信机是否正常工作？为了验证当今复杂的调制方案是否正常工作、是否与其他调制方案共存，您必须进行测试。无线测试对于丰富多样且数量不断增多的互联技术至关重要。当然，这种测试非常复杂。测试必须精准、可靠、高效，而且在不同地点、不同开发阶段以及收发信机框图中的不同阶段，测试获得的结果也要一致且可重复。测试设置和测试算法非常重要。尽早发现问题，对于满足开发成本目标、抓住市场时机至关重要。

很多商业无线物理层都遵循同一个性能标准，以便确保各厂商产品之间的互操作性。这些无线标准非常复杂并且还在不断演进。虽然充满挑战，但您必须要不断努力，达到最新标准的要求。测试工具一定要以可靠的测量专业技术为基础精心打造，这样，您就可以集中精力关注工程实施，从而充分发掘先进射频技术的效能。

射频技术秘籍 1 - 射频频谱和功率

在适合的时间使用适合的功率

射频功率非常关键。如果功率太高或太低，或者在错误的时间出现射频功率，那么收发信机的效率将会降低，甚至变得无效或不能工作。射频功率决定了信号可以发射的距离，并且对电池使用寿命也有很大影响。因此，合理使用射频功率是关键。

监管法规和标准要求对可以发射的最高功率做出了限制，但在限制范围内，还有很大的空间供射频技术发挥潜力。

为了高效共享有限的频谱，大部分数字调制信号都在某种程度上进行了脉冲化处理或帧化处理。此外，在单个猝发脉冲或帧内，功率也经常会变化，目的是为了支持接收机的同步和均衡工作。

这方面的例子包括前导序列或训练序列，或者是使用时分多路复用的时候。因此，执行射频功率测量的时机非常重要。此外，无线系统中的很多射频信号都跟噪声差不多，因此必须在一定程度上平均分布功率，并在整个频段或信道内测量。

执行射频功率测量的时机 非常重要。

图 1.1：包含 8 个时隙的 TDMA 制式信号（在本例中，为 GSM）；时隙 0“关闭”。

图 1.2：使用时间选通查看 GSM 时隙 3 的频谱。

由于信号结构复杂，射频功率的测量需要严格按照无线标准进行。标准中可能会从载波群、调制类型或在训练序列上触发等特定方面对射频功率测量做出规定。在某些射频功率测量中，时间选通必须与帧前导码中的特定符号或帧数据部分中的符号一致。此时，选通频谱测量非常重要，因为选通游标只能选择帧的指定部分进行分析，并不会分析其余部分。同样的，频段功率游标可以隔离频域中的信号，一般是隔离单个信号的功率、信号的某个部分或特定频段内的功率。频率扫描和测量方法可能会非常复杂，并且越来越难以手动设置。

图 1.3：在现代无线系统中，当配置中包含累积的 ACLR 时，由于使用了非连续载波聚合，所以 ACPR/ACLR 测量设置可能会非常复杂。

使用符合标准的测量应用程序是一种可靠且一致的方式，可满足标准或惯例要求，确保顺利完成测量。

图 1.4：LTE 信号频谱图，通过对有重叠的连续信号采集结果进行后期处理而得到。符号之间转换点处的频谱扩展使您无需对符号解调，即可看到符号时序和子载波的变化。

尽管如此复杂，我们最终还是能使用射频信号。在查看系统内的各个信号（如 LO）是否正确时，真实可靠的功率计可能是您首先使用的工具。接下来，您需要使用信号分析仪来进行一系列基本射频功率测量（如失真度测量和信道功率测量），以及更为复杂的特定标准射频功率测量。如果要在射频系统中存在其他信号的情况下测量小信号，信号分析仪也可以发挥重要作用。许多因素都可能造成这种状况。您可能要尝试在有干扰或噪声的情况下测量信号。常见的例子就是测量多个信道中的某一个信道。通过调除其他信号和宽带噪声，信号分析仪能够让您看到更接近于本底噪声的信号。当您尝试测量同一频率范围内相对其他信号较小的信号时，您就需要一台信号分析仪。

图 1.5：很多功率计都可以选择时序参数，测量不同时间点的功率。这是使用猝发脉冲平均功率设置，对 LTE 信号的一个子帧进行的测量。

正确执行射频功率测量的关键步骤

1. 首先，应选择一台精度较高、频率范围与信号源对应的功率计。使用可互换的功率传感器，这可以让功率计在保持良好阻抗匹配的同时，具有特别宽的频率范围，从而提高测量精度。选择能够测量峰值功率的功率计与功率传感器组合，以测量随时间变化的信号的特性、动态参数、热现象或电源相关效应。

2. 使用信号分析仪进行频率选择性测量。

首先进行基本的射频测量，如失真度测量和信道功率测量。然后执行特定标准的射频功率测量，以进行选通频谱和频段功率测量。选择一台内置有这些测量功能（通用射频功率测量软件或特定标准测量软件）的信号分析仪。

此外，脉冲信号可能存在瞬态效应和漂移的问题，尤其是在高频射频和微波系统内，此类系统的物理器件尺寸通常较小，因此热时间常数也较短。瞬态效应对于使用数字预失真技术的系统也非常重要。在这些情况下，矢量、解调以及信号记录/回放工具可能非常有用。

射频技术秘籍 2 - 射频干扰

射频干扰无处不在

当今的无线收发信机面临着无处不在的射频干扰。只有可靠地传输数据才能让用户满意；了解各种类型的干扰对于传输数据非常重要。

干扰是不可避免的。尤其是在免许可的频谱中，如工业、科学及医疗（ISM）频段，都将会遇到干扰。由于一台设备中存在多个无线器件，因此自相干扰的可能性也值得关注。作为一名工程师，您的工作是开发出一台优质的收发信机，它能够抵抗无处不在的干扰并始终可靠的工作。为此，您需要了解各种干扰并做出合理应对。这可能意味着要找出并消除干扰。还可能意味着要选择一种能够抵抗大部分常见干扰的调制方案及相关协议。

图 2.1：本频谱图显示了信号概况及其在间隔大约为 26 ms 的 2.45 GHz ISM 频段中的特性。这种高度重叠的实时测量提供了 WLAN 猝发脉冲、Bluetooth® 跳频以及微波炉泄漏的详细视图。

由于干扰无处不在，因此业界已经设计发明了很多方法，让射频收发信机能够抵抗各种类型的干扰，确保始终可靠。重传信道切换和冲突避免等技术能够在干扰导致传输中断时，保证数据吞吐量。OFDM 或跳频扩频等调制方案能够很好地适应噪声较大的频谱环境，因为它们能够有效地抵抗窄带干扰。此类抗干扰的技巧是射频工程师必须掌握的绝招。

图 2.2：对这个五载波 LTE-Advanced 信号的实时频谱测量同时显示了带内和带外干扰。

为确保数据流动，您需要了解发射机的抗干扰性能以及接收机的响应性能。在开发能够在实际应用中正常工作的收发信机时，生成干扰信号是一个重要方面。您将需要同时考虑连续干扰和随时间变化的干扰，才能确保开发出一款可靠的收发信机。

图 2.3：利用与扫描频谱分析方法相同的设置，实时密度显示视图能够快速呈现此频段的频谱占用详情。

为了探究不同类型干扰的影响，您需要一整套工具。首先，您需要全面了解干扰以及收发信机的性能，以免遭遇意外的干扰，最终让用户失望。有些类型的干扰难以捕捉或者是间歇性地出现。在这种情况下，利用频谱图显示、快速扫描、实时频谱分析（RTSA）以及记录/回放功能将极为明智。

图 2.4：本实时数据的频谱图显示了时间信息而非密度信息，从而更清晰地显示出信号特性随时间的变化。

侦测干扰的关键步骤

1. 通过复杂的调制和复杂的协议来生成真实信号 — 其中同时包括符合标准的信号和干扰信号。射频信号发生器可以取代振荡器和合成器，它能够产生各种连续波和调制干扰信号及闭锁信号。选择具有以下特性的信号发生器：能够生成符合标准的信号；内置矢量任意波形发生器、深存储器以及宽调制带宽。

2. 分析干扰信号：无论是内部产生的干扰，还是来自被测器件（DUT）外部的干扰。选择具有快速扫描、频谱图显示和 RTSA 功能的信号分析仪，提