WLAN測量的最佳選擇：NI PXI與FPGA革新性應(yīng)用優(yōu)勢

圖7. 使用NI PXIe-5644R的802.11ac EVM環(huán)回模式

針對所有無線標(biāo)準(zhǔn)和測試設(shè)備，可以通過調(diào)整軟件和硬件以獲取最佳測量方式。使用NI PXIe-5665 VSA進行相鄰?fù)ǖ朗д?a class="contentlabel" href="http://www.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/測量">測量中討論了可用于信號分析儀的部分硬件優(yōu)化。

下面將討論諸如相位跟蹤、通道跟蹤、正交偏移補償?shù)绕渌鼉?yōu)化方式。

注： 以下圖片均使用通過NI PXIe-5644R環(huán)回模式生成和采集的80 MHz、MCS 9 802.11ac信號。

圖8. NI PXIe-5644R可對80 MHz 256-QAM信號進行-46 dB EVM測量。

相位跟蹤

相位跟蹤可用于跟蹤由殘余頻偏和相位噪聲引起的調(diào)制符號的相位變化。如果將正交頻分復(fù)用(OFDM)相位跟蹤方法設(shè)置為標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)IEEE標(biāo)準(zhǔn)802.11a-1999的17.3.9.7章節(jié)和IEEE標(biāo)準(zhǔn)802.11n-2009的20.3.21.7.4章節(jié)指定，該工具包可對OFDM符號執(zhí)行基于導(dǎo)頻的通用相位誤差糾正。

如果將OFDM相位跟蹤方法設(shè)置為瞬時，WLAN分析工具包可對OFDM符號執(zhí)行基于導(dǎo)頻的通用相位誤差糾正，以及在每個調(diào)制符號中補償相位失真。IEEE標(biāo)準(zhǔn)中并未定義該類型補償，但該補償對于確定幅值中調(diào)制失真和相位誤差十分有用。通過該相位跟蹤方法，該工具包僅計算誤差向量幅度(EVM)，EVM為對包長度和不同子載波的復(fù)數(shù)調(diào)制符號變化引起的誤差。

默認(rèn)值為標(biāo)準(zhǔn)。

注：下圖為放大的256-QAM信號圖。為了更好的說明參數(shù)變化效果，下圖僅顯示了4個符號。

圖9. 上圖顯示了80 MHz 802.11ac信號進行相位跟蹤對EVM數(shù)的影響。該圖表在256-QAM信號圖中僅顯示了4個符號。

通道跟蹤

通過啟用通道跟蹤，WLAN分析工具包可估計前導(dǎo)包和數(shù)據(jù)的通道響應(yīng)，然后將該響應(yīng)作為整個包的通道頻率響應(yīng)估計。如禁用通道跟蹤，該工具包可估計長訓(xùn)練序列(LTS)的通道響應(yīng)，然后將該響應(yīng)作為整個包的通道頻率響應(yīng)估計。

圖10. 啟用通道跟蹤的效果

正交偏移補償

WLAN分析工具包也可以補償由于發(fā)生器/DUT引起的相位偏移。圖11顯示了帶正交偏移的信號。正交偏移補償最適用于帶大量點的調(diào)制方式(如256 QAM)。

圖11. 帶正交偏移的信號

256-QAM信號圖(已放大為僅顯示4個符號)顯示了正交偏移補償?shù)男Ч?p>

圖12. 啟用相位偏移補償?shù)男Ч?p>添加減損

NI WLAN生成工具包也可以在生成信號中增加減損并查看DUT的響應(yīng)。通過WLAN生成工具包可添加以下減損：

載波頻率偏移

采樣時鐘偏移

IQ減損

增益失調(diào)

直流偏移

正交偏移

定時偏移

載波噪聲比

傳輸頻譜屏蔽

802.11ac要求強制80 MHz頻譜屏蔽測試?？蛇x項也包括80+80 MHz和160 MHz頻譜屏蔽測試。80 MHz段可以為連續(xù)或非連續(xù)(在不同波段中)。

圖13. 80 MHz 802.11ac信號的頻譜屏蔽測量

工程師可以通過兩個同步的發(fā)生器或分析儀生成并采集80+80信號。如圖14所示，如果兩段屬于不同波段，將在每段中應(yīng)用常規(guī)80 MHz頻譜屏蔽，但當(dāng)兩段屬于同一波段并且為連續(xù)時，將在信號中應(yīng)用疊加的頻譜屏蔽。

圖14. 80+80 802.11ac信號的頻譜屏蔽測量

測量速度

所有測試工程師都面臨縮減測試時間的挑戰(zhàn)。在特定環(huán)境中，工程師需要保證新產(chǎn)品的穩(wěn)定測試流程。在生成環(huán)境中，測試工程師需要以最快時間測試盡可能多的參數(shù)。

PXI平臺可為儀器以及使用的處理器提供模塊化方法，測試工程師提高測試速度的最簡便方法就是使用最新最快的處理器。在傳統(tǒng)箱式儀器中嘗試升級處理器將會十分困難。工程師們很大程度上依賴于儀器制造商來提供最新的處理器。通過PXI系統(tǒng)，工程師自己即可購買高性能計算機來執(zhí)行所有處理計算。

NI射頻儀器已在主控計算機中實現(xiàn)所有調(diào)制/解調(diào)以及處理計算，該主控計算機可以嵌入PXI機箱或者使用由PXI系統(tǒng)控制的外部計算機。

圖15顯示了在802.11ac中使用不同平均數(shù)執(zhí)行EVM和頻譜屏蔽測試所需的測試時間。

圖15. 執(zhí)行EVM和頻譜測試的測試時間

總結(jié)

NI PXIe-5644R的速度、性能、體積和靈活性使其成為WLAN測試的理想儀器。通過開放式架構(gòu)，用戶可以對儀器進行FPGA級別的各種自定義，從而實現(xiàn)復(fù)雜的觸發(fā)解決方案，工程師甚至可以在儀器中實現(xiàn)通道仿真。