Wifi射頻接收性能的測試方法

2.5、MAC幀格式

MAC幀格式中有4個(gè)地址字段，這些字段用于指示基本服務(wù)集標(biāo)識(shí)(BSSID)、目的地址(DA)、源地址(SA)、發(fā)送站地址(TA)和接收站地址(RA)。某些幀可能不包括某些地址字段。其中數(shù)據(jù)幀的地址字段內(nèi)容取決于去往DS和來自DS的2個(gè)字段的值，見表2。

序列控制字段：長度為16bit，由序列號(hào)和分段號(hào)2個(gè)字段構(gòu)成。其中12bit的序列號(hào)用來指示MSDU或MMPDU的序列編號(hào)。STA發(fā)送的每個(gè)MSDU或MMPDU被分配1個(gè)序列編號(hào)，隨著每個(gè)MSDU或MMPDU的出現(xiàn)而以1遞增。MSDU或MMPDU每個(gè)分段的序列號(hào)相同，當(dāng)MSDU、MMPDU或其分段重傳時(shí)，序列號(hào)保持不變。4bit長的分段號(hào)則用于指示MSDU或MMPDU的分段編號(hào)。當(dāng)MSDU或MMPDU僅有1個(gè)分段時(shí)，分段編號(hào)為0；當(dāng)MSDU或MMPDU有多個(gè)分段時(shí)，其第1個(gè)分段的分段編號(hào)為0，其后的分段編號(hào)以1遞增，所有重傳分段的分段編號(hào)保持不變。

FCS字段為32bit的CRC，它由MAC頭和幀全部字段計(jì)算得到。

3、不同芯片的幀結(jié)構(gòu)分析

以常見的Agere芯片組為例[8]，用無線網(wǎng)卡在測試板下抓拍的由AgereGoldUnit發(fā)出的幀結(jié)構(gòu)，見圖5.

幀的類型和子類型為“010000”，對照表1可以得出此幀為單純的數(shù)據(jù)幀。其去往DS和來自DS均為0，由對照表2可以得出其地址1為DA，地址2為SA，地址3為BSSID。這里DA為“FFFFFFFFFFFF”，即廣播幀；SA為芯片的MAC地址。在序列控制字段中，分段號(hào)為0，說明此MSDU沒有分段；而比較相鄰的2個(gè)幀，可以看出幀的序列號(hào)是以1遞增的，而2個(gè)幀之間的時(shí)間間隔約為20ms。

由于現(xiàn)在的信號(hào)源只能對一定格式的幀進(jìn)行循環(huán)發(fā)送，無法使每幀的序列號(hào)遞增，所以只有在接收程序中屏蔽掉對幀序號(hào)進(jìn)行驗(yàn)證的功能。若幀間空閑時(shí)間過小，則芯片未能完成CRC校驗(yàn)，從而導(dǎo)致誤幀率計(jì)算錯(cuò)誤，所以還必須將幀間的間隔時(shí)間設(shè)置成20ms。最后，再將幀格式設(shè)置成數(shù)據(jù)幀，這樣便能在接收性能測試時(shí)，使信號(hào)源發(fā)出的幀能夠滿足Agere芯片的要求。

在Philips的BGW200芯片組中，用同樣的方法可以發(fā)現(xiàn)：幀的格式為數(shù)據(jù)幀，而且數(shù)據(jù)區(qū)的前10個(gè)字節(jié)是在61～7A間進(jìn)行循環(huán)，數(shù)據(jù)區(qū)的其他字節(jié)均為09。對于這種幀結(jié)構(gòu)要求，首先對幀的數(shù)據(jù)區(qū)進(jìn)行編程，使其滿足芯片要求，然后將幀的類型設(shè)置成數(shù)據(jù)幀，并使信號(hào)源循環(huán)發(fā)送這26個(gè)幀，這樣便能滿足測試Philips芯片的接收性能時(shí)對幀格式的要求。

4、發(fā)送恒定幀數(shù)的實(shí)現(xiàn)

由于在接收指標(biāo)的測試時(shí)，是以8%的誤幀率進(jìn)行判決的，所以權(quán)衡了測試時(shí)間和測試精度后，決定讓信號(hào)源每次發(fā)送1000個(gè)幀。當(dāng)DUT解調(diào)出的正確幀大于920時(shí)，則認(rèn)為滿足接收指標(biāo)。

4.1、產(chǎn)生1000個(gè)幀的方法

1)通過GPIB卡來控制儀器射頻的開關(guān)時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)1000個(gè)幀的發(fā)送；
2)通過儀器自帶的ListMode來發(fā)送1000個(gè)幀；
3)通過將波形文件生成波形序列，從而讓儀器在觸發(fā)下發(fā)送1000個(gè)幀。

在11Mbit/s下，每幀的發(fā)送時(shí)間約為1ms，所以若采用第1種方法，精度不是很高，不能嚴(yán)格發(fā)出1000個(gè)幀；第2種方法同樣是控制儀器的發(fā)送時(shí)間，惟一區(qū)別就是在儀器自帶的listmode中設(shè)置發(fā)送時(shí)間，使其精度大大提高，時(shí)間精度可以達(dá)到μs級(jí)。不足的是，采用這種方法時(shí)，若導(dǎo)入不同的波形文件，則必須對listmode下的時(shí)間進(jìn)行校準(zhǔn)，而且在信道切換和功率變化時(shí)，均要重新編輯list，大大增加了測試的工作量；第3種方法則是由儀器在觸發(fā)模式下精確控制發(fā)幀數(shù)目。采用這種方法時(shí)，儀器并沒有立刻對傳遞過來的I/Q波形文件進(jìn)行操作，而是根據(jù)用戶所需的發(fā)幀數(shù)，先將波形文件轉(zhuǎn)換成1個(gè)波形序列，然后再對這個(gè)波形序列進(jìn)行調(diào)制，從而嚴(yán)格地保證了發(fā)幀數(shù)。相比第2種方法，第3種方法免去了信道切換和功率變化時(shí)編輯list的工作，提高了測試效率，也是現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室中普遍采用的測試方法。

4.2、第3種方法發(fā)送1000個(gè)幀的實(shí)現(xiàn)步驟

在AgilentE4438C上用第3種方法發(fā)送1000個(gè)幀的實(shí)現(xiàn)步驟如下：
1)在Signalstudio中生成Wave文件，通過GPIB卡下載到E4438C中；
2)對Signalstudio傳過來的Wave文件進(jìn)行編輯，并生成Sequence文件；
3)選取第2步生成的Sequence為波形文件；
4)設(shè)置Trigger。完成設(shè)置后，每按一下[Triggle]，便可以發(fā)送1000個(gè)幀了。

5、應(yīng)用實(shí)例

實(shí)際應(yīng)用中，在屏蔽室中測得Agere評估板在11Mbit/s下的接收指標(biāo)，見表3。

表中1、6、11表示所用信道為參考文獻(xiàn)[1]中直接序列擴(kuò)頻物理層規(guī)劃的第1、6、11信道，頻率分別為2412、2437和2462MHz。

由表1可以看出，這些接收指標(biāo)均已超出前面提到的射頻接收指標(biāo)的要求，說明實(shí)際芯片性能已經(jīng)滿足IEEE802.11b規(guī)范。這種測試方法不僅能精確地測試出各項(xiàng)射頻接收指標(biāo)，而且也是改進(jìn)整機(jī)接收性能的基礎(chǔ)，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。

參考文獻(xiàn)：

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