随著WiMAX无线标准的兴起，其产品验证测试的需要亦逐渐殷切，而测试设备也相继推出。WiMAX实体层的特性测试相当复杂，除了类似于802.11WiFi测试项目外，更加上许多不同的特性测试，而一般测试方案均采用VSA及VSG设备，并配合先进的讯号处理技术来完成。
生产测试成注目焦点
生产测试是假设产品设计功能是正常的，其目的是找出组装错误或不良零件。在设计完成导入生产后，必须假设当组装及零件是正确且适当的校准之后，产品应符合规范且功能正常。因此，许多测试将只著墨在实体层，因为在网络媒体层的功能已集中在芯片中，并不受组装生产的影响。
生产测试速度的瓶颈及测试化主要是在待测物校准的部分，正确的校正数据必须来自适当的校正流程，一般而言验证测试包含系统参考测试、发射测试、接收测试、动态切换测试（TXto RX或RX toTX）等4种类型。生产测试需针对这些不同类型的特性来测试而非DUT的实际操作测试，生产测试是为了检测出不良产品而非验证产品的特性。
系统参考测试
在WiMAX系统中，使用端的频率皆参考基地台的频率。因此基地台使用固定频率，且只在乎频率的精准度；使用端则必须确认频率是否可依基地台的参考频率而调整。
基地台的频率参考规范要求在10年内频率稳定于8ppm之内，基地台制造商需使用昂贵的晶体振荡器（TCXO或OCXO），并在生产时将频率校正至中间值。WiMAX产品的价格并不高，基地台实在很难同步调整，故大多只在制造时简单校正一次。
使用端产品则须较多的测试，一般而言，倾向将振荡器调整至0ppm误差。在某些情况之下振荡频率是准确的，但某些零件却可能是不良的，造成校正调整时合格，但在实际操作时频率无法依基地台调整而无法建立联机。因此，确认振荡器可于8ppm之内可调整，且振荡器中心频率误差接近0ppm是很重要的。传统联机架设的测试方式不易验证晶体频率的可调整能力，只能确认联机可建立。
频率调整的传统方式是DUT（待测物）发射CW连续波，并利用频谱分析仪来测量。现在则使用VSA测试设备搭配先进的讯号分析能力，抓取实际WiMAX讯号，以分析出频率错误，因此晶体振荡测试可与发射测试同时执行以降低测试时间。
发射校正与测试
发射测试包含增益值的调整以及其它验证测试，WiMAX比802.11具更严格的测试需求，使用端发射讯号质量（EVM）规格是-30dB，基地台则为-31dB，相对的802.11讯号为-25dB。EVM是相位杂讯、IQ的匹配性、功率放大器饱和度以及讯噪比的总合质量指标。然而，在制造过程有影响的只有IQ的匹配性及功率放大器饱和度两个参数。
功率放大器饱和度将依输出功率及功率消耗而在各级的发射输出放大器适当调整其增益。依据不同的RF架构，有些仍需执行IQ匹配性的调整。前期的WiMAX产品设计使用数码化、相对较低中频的界面（约40MHz见图一），数码化的中频界面可确保良好的IQ匹配性。
图1：典型数码中频发射的架构以及直接转换发射的架构图。
数码中频的架构因为需中频滤波器，一般成本较高。直接转换的架构（见图一下方）因整合度高，常见于现在较新的系统设计中，在IQ成分经D/A转换后成为类比讯号，如此的IQ讯号可能造成不匹配，然而，这样的不匹配可在发射机调整时在数码讯号下平移IQ而使其匹配。
传统方法，IQ的不匹配可自CW讯号的旁波瓣的抑制来作为测试校正的指标，但不易分辨其旁波瓣成分来自振幅不匹配或相位不匹配，因此往往当相位匹配化后，因调整振幅的化而受影响。有时需经过数次的振幅相位来回调整，才能达到的旁波瓣抑制。此外，此化调整只对单一频率有效，对完整WiMAX讯号的IQ匹配问题未必适用。
应用VSA及先进分析能力，可针对WiMAX讯号的个别振幅及相位作分析，可平行处理振幅及相位的偏差而缩短测试时间。补偿参数常与相位及振幅有线性相关，故可用简单的校正机制来执行，因此直接针对WiMAX信号作校正时能调整至的IQ匹配。在校正过程中，还可同时测试相关参数，如EVM、频率误差、发射功率等。
WiMAX在载波泄漏的要求相对于总发射功率的差是-15dB，在大部分的系统设计中均可达到此需求。而调整IQ讯号的直流偏差可达到载波泄漏的化，传统做法是以CW讯号来判断直流偏差量，针对I或Q通道一般的机制是以4个测量点来推断的暂存设定（参见图二）。
图2：直流偏差的化调整图。
图二的Y轴是线性电压轴，若以频谱分析仪测量，需将测量数据作线性转换，4个测试点得到I通道的补偿值，固定I值后，同样做法得到Q通道补偿值。当偏差并非极大的情况下，可运用先进的讯号分析技术直接针对WiMAX讯号作IQ的直流偏差调整。
发射功率的校正一般是Zui复杂的，WiMAX对功率精准度的要求很高，在规范中要求使用端的Zui大功率需透过发射以告知基地台，并要求功率变化量的精准度，因为WiMAX系统中基地台会依需要通知使用端调整功率大小，而非一个固定的功率输出值。
有两项发射校正需考量，一是针对发射功率范围内的讯号质量需验证，一般在Zui大输出功率来测量EVM便可；另一项是调整输出功率至Zui大，验证瞬间Zui大峰值功率并无过度饱和。当偏压值在低功率处有降低时，亦须注意在偏压变化时的放大器饱和度。
在量测WiMAX讯号的发射功率方面，由于WiMAXpreamble比payload功率要高出约3dB，发射功率将因测量时的封包长度而有所改变，当封包长度不变时，相对功率值受此因素的影响很低。另外，当发射QAM调变时，每一个符号的功率将随不同资料传输率而改变，传统量测方式可能造成封包之间的功率抖动，若要量测准确则须经过较长的平均运算，建议以QPSK或BPSK来量测功率，因为其每一个符号的功率是定值。
测量功率较好的方式是测试包含通道预估符号的preamble，这符号的所有次载波有相同的等化功率值，preamble比payload的RMS功率高3dB，故可直接减3dB作为payload的功率，而通道预估符号设计时便具备较低的峰值对平均值的差异，不会因较payload高3dB而导致饱和。测试时也要注意只量符号的区域，勿包含额外的安全隔离区（guardtime）以获得Zui高的精准度。以VSA搭配先进的讯号分析设备能对特定的符号分析，输出功率几乎不用平均就能快速测量。WiMAX规范也包含频谱平坦度，此测量也建议以通道预估符号来测试。
传统VSA仪器在量测功率上，其精准度不及的功率计。但WiMAX规范的功率精准度是相对功率，故VSA之精准度足以测量WiMAX的功率，此乃因VSA是线性的接收机，当接收机的增益是固定值，且没有讯号饱和的现象时，可达到非常精准的相对功率量测。
接收校正与测试
就WiMAX接收机的生产测试而言，必须验证接收的杂讯指数是否符合接收灵敏度的要求，因在OFDM讯号中的类比频宽及载波数目是定值，杂讯指数在各不同资料传输率下是相同的，在生产环境中唯一实际会改变的是杂讯指数。Modem是由DSP完成，不同传输率下类比滤波器没有改变，所以特性不变，接收机在不同资料传输率下，Modem的PER曲线有相同的边缘特性（margin），只需测试单一资料传输率即可。
基本上，接收的杂讯指数是影响PER的Zui大要素，某些情况IQ不匹配及相位杂讯也会影响接收机的PER，而高资料传输率对IQ不匹配及相位杂讯要求较严格，故应该以Zui高资料传输率来测试PER。
因WiMAX必须具备功率可控制的能力，所以需要确认回报的RSSI是否符合规范。在规范中于-123dBm至-40dBm范围内其精准度在+/-4dB，因此，需要对接收机RSSI精准度校正，有时也对IQ匹配性进行校正。
但目前并无任何标准的程序来执行这些校正内容，又因这些校正内容与使用的芯片组有密切关系，故而，在生产时需有具弹性的VSG以满足各种不同的讯号源要求，因为VSG可轻易以软件方式改变各种不同的讯号源。
非连结方式的测试
以上的测试能在基地台和使用端互通之下执行，可适当加衰减器及偶合器来观察讯号的双向来往，典型的架构如图三，测试设备扮演连结角色同时对DUT做测试分析。连结的情况下测试DUT，在研发阶段是合理的，但生产线的目的并非对WMAX系统功能测试，而是要验证生产组装是否正确，对DUT校正是否化，并不需要在生产时对产品的软件特性做测试。
图3：典型连结方式的测试图。
生产测试着重在一定的测试时间内完成Zui多的参数验证，因此传统以连结为基础的测试架构没有竞争力，在测试前建立连结很耗时间，且建立连结（含晶体振荡器的校正）也无法确认DUT的频率变动能力是符合+/-8ppm的要求。以连结方式验证，必须以不同的基地台参考频率做多次的验证；但若以两次测量分别以规格两极端的参考频率为中心频率，来确认DUT的频率调整能力，将可达到更快速且更佳的测试侦错涵盖率。
若DUT可支持一些简单的命令集，则上述的测试项目可在不需连结的情况下被执行，典型非连结方式的架构如图四，以驱动命令直接控制DUT，在较短的测试时间内可完成更多的测试项目，例如美商Litepoint的I测试系统，可在一次的讯号抓取完成多项的分析结果，达到较高的侦错涵盖率。一次抓取可分析如EVM、频谱屏蔽、功率、相位杂讯预估、频率误差、频谱平坦度等参数。
图4：非连结方式的架构图。
在验证TX/RX切换时间方面，一般测PER时需送已知数目的封包到接收机，再由DUT回报收到多少好的封包；同样可要求发射机发射WiMAX封包并分析发射质量与输出功率等，如此可确认接收机正常接收，发射机正常发射，并确认TX/RX可以双向切换。若要确保切换速度够快，则PER测试可用实际连结的测试方式来进行，将设备设定为依WiMAX的协定规定，上传封包接于下传封包之后，封包长度也设为下传封包接于前一个上传封包之后。要执行此一测试，便需要类似IQmax相偶合的VSA及VSG功能。若使用传统多台功能单一的设备来完成或许可能，但是于设定上也势必很复杂。
非连结方式可增加测试速度
分析典型的非连结模式的测试流程便可发现，测试设备并非主要的瓶颈，瓶颈往往是在DUT的驱动程序。许多时间花费在设定DUT发射正确的封包，例如若要测发射机的相对增益值的准确性，必须一次一个准位设定发射机做正常发射，是极消耗时间的。
透过驱动程序完全控制DUT并结合先进的测试设备能力，可开创新的测试方法以大幅缩短测试时间，定义新的驱动功能，以已知的顺序送许多不同位准的封包，在一次的量测中以IQmax先进的触发机制，可抓取某频率下想要的封包而获得所有测试结果。如此可在一次抓取中获得相对不同功率的所有测试。这在传统的功率计是做不到的，充其量只是输入封包的平均值而已。
此测试方式已应用在802.11的产品上，在测试时间上有极大的缩减。驱动程序的测试化尚未应用于WiMAX，但以802.11与WiMAX的相似性，是可以同样应用于WiMAX的DUT，若WiMAXDUT可产生如此讯号，将可使测试速度大幅提升，以降低测试成本。
结论
目前WiMAX的生产测试仍然在萌芽期，使用者对WiMAX的测试质量要求仍很高，且需要较长的测试时间，运用LitePointIQmax的WiMAX测试解决方案，以非连结方式结合先进的测试设备，将不同的测试项目结合，可提高测试侦错的涵盖率以及大幅缩短测试时间，将DUT驱动能力化以产生特别的非连结模式的讯号，配合IQmax的先进触发能力及分析方法，将可提升测试速度达数倍以上。