商用无线电技术在很多方面都已迎来转折点。受短信、网页浏览和视频等数据密集型应用的推动，无线通信市场需求持续增长。用户对无线带宽的需求不断提升，服务提供商也希望销售语音以外的高价值服务；这已成为既定的市场趋势。
为了满足这些新的用户需求，提供语音和数据服务的底层技术也在不断发展。这些应用需要高速传输才能便捷使用，这就为有限的频谱资源开辟了新的接入途径。频谱效率更高的调制方式和数字编码方案相继问世，带宽也得到了显著提升——从上世纪90年代的200 kHz提升至目前的40 MHz。
通信技术发展趋势
无线通信领域最重要的趋势或许是从单载波调制向正交频域调制 (OFDM) 的转变，以及从单输入单输出 (SISO) 配置向多输入多输出 (MIMO) 配置的转变。单载波调制格式每次只在一个频率载波上传输一个数据符号。为了提高这种调制方式的数据传输速率，需要提高数据的符号速率。然而，随着符号速率的提高，多径信号衰落等问题会变得更加突出，尤其是在高移动性应用中。OFDM 调制使用多个载波，数据在所有载波上并行传输。这使得每个载波的符号速率可以降低，从而减少多径信号衰落等问题的影响。OFDM 调制需要移动设备具备更高水平的数字信号处理 (DSP) 能力。然而，随着 DSP 技术的进步，如今移动设备能够以合理的价格和功耗实现这种性能。 OFDM 调制技术应用于 WiFi、WiMAX 以及新兴的移动电话 LTE（长期演进）标准。
从单输入单输出 (SISO) 技术向多输入多输出 (MIMO) 技术的转变，使得多个数据流能够使用同一频谱同时传输。这些并行数据流既可以用于提高数据吞吐量（通过向每个天线传输不同的数据流），也
可以用于扩大覆盖范围（通过向所有天线发送相同的数据流）。这一转变主要受消费者对移动服务的需求以及部署高带宽无线系统所需的数字信号处理 (DSP) 技术成本下降的驱动。MIMO 技术现在可广泛应用于各种商用通信设备，包括手机、PDA 和笔记本电脑。最终结果是这些消费类设备能够实现高速数据传输。
的趋势与挑战
：MIMO将频谱效率提升到了一个新的水平，实现了多信号的传输和接收。然而，高频谱效率也带来了更高的复杂性。
从基于SISO的系统过渡到MIMO系统，测试工程师和技术人员必须考虑诸多重大挑战。MIMO
和OFDM的复杂性带来的另一个挑战是测试系统在同一时间范围内能够支持的数据流数量。例如，无线局域网（WLAN）和LTE支持四流配置，而目前的WiMAX技术支持两流。
测试接收端的挑战在于将混合信号分解成多个独立的信号或数据流。然而，最大的挑战在于同步。传输多个信号需要多个信道在相位和采样率上进行精确同步。因此，信号分析仪和信号发生器必须经过精确调谐才能进行准确且可重复的测量。
测试设备面临的另一个挑战是带宽（BW）。例如，WiMAX和LTE需要20 MHz的带宽，而WLAN（802.11）需要40 MHz的带宽。因此，测试设备需要具备处理宽带宽的灵活性，理想情况下无需购置额外的仪器。
无线设备中多种标准的使用日益普遍，甚至同一制造商也可能生产采用不同标准的多种设备。因此，测试设备需要兼容多种格式（例如 GSM、GPRS、EDGE、WCDMA、cdmaOne 和 cdma2000）。仪器必须能够精确地对所有这些格式进行必要的测量，例如，矢量量（EVM）的误差要小。当制造商采用新标准时，测试设备也需要进行相应的升级。理想情况下，我们希望能够轻松且经济高效地升级测试设备，以支持新的蜂窝网络和调制格式——或许只需进行软件更新即可。
行业应对成本敏感性的措施：
随着无线设备日益复杂，竞争压力不断挤压利润空间。与此同时，测试难度也随之增加，推高了单位成本。面对利润空间的萎缩，制造商正竭尽所能降低成本，包括测试设备和测试成本。这不仅适用于生产车间，也适用于研发实验室。在生产和研发领域，对兼具成本效益、功能增强、高吞吐量和易用性的测试设备的需求日益增长。
就WLAN、LTE和WiMAX在给定时间段内的数据流数量而言，首要目标是在不牺牲性能的前提下降低单流成本。然而，测试设备的成本，尤其是MIMO系统的成本，可能会迅速攀升。
设备设计从未针对这些问题进行过优化。例如，Keithley的下一代MIMO测试平台能够轻松且经济高效地添加对新信号标准和MIMO配置的支持。 
该系统支持高达 8x8 MIMO 测量，通常用于 802.11n WiFi、802.16e Mobile WiMAX Wave 2 等无线标准，以及 3GPP Release 8 LTE 和 UMB（超移动宽带）等未来标准。
这些功能得益于近期行业创新。例如，基于软件定义无线电 (SDR) 架构的 DSP 可以轻松适应不断变化的测试需求。基于 SDR 的仪器只需简单的软件扩展即可生成或分析几乎任何信号。这使得测试系统易于扩展，从而延长了设备的使用寿命。DSP 技术还提供了卓越的性能。它确保了信号的准确性和可重复性，有助于最大限度地减少测量误差。同样，基于 DSP 的矢量信号分析仪可以逐通道、逐符号地测量低电平的 EVM。
DSP 技术也有助于提高吞吐量。它能够实现更快的调谐速度，在不到一毫秒的时间内完成多频步的频率切换。同样，信号幅度变化后的稳定时间也仅为几毫秒。DSP 平台通常配备相对较大的波形存储器。这使得可以同时存储多个波形，以便即时调用。
通过以最具成本效益的方式整合所有这些技术，最新一代射频测试设备帮助无线设备制造商降低整体测试成本。他们可以执行更多测试，速度更快，从而缩短产品上市时间，同时确保关键参数的准确性。
作者简介：
马克·埃洛 是吉时利仪器公司的市场总监 。他于2006年加入吉时利，此前曾在安捷伦科技公司担任市场营销和研发管理职务。埃洛拥有英国兰开夏郡索尔福德大学工程学荣誉理学士学位和苏格兰爱丁堡赫瑞瓦特大学工商管理硕士学位。
Keithley Instruments在西班牙的代理商是Instrumentos de Medida, SL公司。
