R&S公司推出WLAN新測(cè)試方案

首批支持新的WLAN標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.11ac的智能手機(jī)很快將進(jìn)入消費(fèi)者手中，其允許用戶體驗(yàn)更高的數(shù)據(jù)傳輸速率。盡管用戶受益于此，這對(duì)于設(shè)備制造商卻是一個(gè)挑戰(zhàn)。新技術(shù)對(duì)所使用的部件提出了極高的要求。羅德與施瓦茨(R&S)公司的高、中檔儀器都能支持IEEE802.11ac測(cè)量，為設(shè)備制造商的產(chǎn)品提供高性價(jià)比測(cè)量系統(tǒng)。

無線通信從根本上改變了人們?cè)诰铀?、辦公場(chǎng)所和閑暇時(shí)間的生活。通過WLAN使用智能手機(jī)或平板電腦訪問因特網(wǎng)正變得越來越尋常。這一趨勢(shì)將持續(xù)，因?yàn)閃LAN越來越多地被諸如電視機(jī)頂盒與電視機(jī)之類的設(shè)備所支持，移動(dòng)無線網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商也指望WLAN降低其自身網(wǎng)絡(luò)負(fù)載。對(duì)數(shù)據(jù)速率的需求也日益增加，例如，需要傳輸HD高清品質(zhì)的視頻或者使用云服務(wù)。

這些高數(shù)據(jù)速率要求更多的信號(hào)帶寬，這只能在更高的頻帶中獲取。因此，新的WLAN標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.11ac也使用5GHz頻帶上的80MHz和160MHz帶寬，使得數(shù)據(jù)速率可達(dá)數(shù)Gbit/s。在當(dāng)前的WLAN標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.11n中，帶寬最高仍然只有40MHz，最大數(shù)據(jù)速率為600Mbit/s。

如果該頻段內(nèi)沒有一個(gè)連續(xù)的160 MHz的頻帶，可以將兩個(gè)80MHz的信道(信道捆綁)合并。兩個(gè)80MHz的信道既可以分開合并，也可以連續(xù)合并。802.11ac標(biāo)準(zhǔn)中引入的其他功能包括高至256 QAM的更高階調(diào)制，以及擴(kuò)展支持多達(dá)8根天線的MIMO和多用戶MIMO(Multi-user MIMO)技術(shù)。

高階調(diào)制確保良好的信號(hào)質(zhì)量

IEEE802.11ac標(biāo)準(zhǔn)不僅僅支持目前標(biāo)準(zhǔn)中所使用的調(diào)制方式(BPSK、QPSK、16QAM和64QAM)，也支持256 QAM調(diào)制。根據(jù)當(dāng)前的信道質(zhì)量，無線設(shè)備確定使用何種調(diào)制方式。如果信道質(zhì)量在連接期間提高或降低，系統(tǒng)會(huì)選擇更高階或更低階的調(diào)制方式。為了允許在5/6編碼速率下進(jìn)行256QAM的傳輸，IEEE規(guī)定誤差矢量幅度(EVM)最多為-32 dB(2.5%)。對(duì)于64 QAM來說，可容忍的EVM為-27dB(4.4%)。

在多用戶MIMO的情況下，由于信道的多徑特性和使用波束賦形技術(shù)，WLAN交換機(jī)可以同時(shí)在相同頻率下服務(wù)多個(gè)用戶，每一用戶都分配單個(gè)空分復(fù)用的數(shù)據(jù)流。使用單用戶MIMO，發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間每一條新增的路徑都會(huì)提高信噪比，從而增加單個(gè)獨(dú)立的接收機(jī)的吞吐率。盡管多用戶MIMO提升了整體系統(tǒng)容量，每增加一個(gè)空間數(shù)據(jù)流導(dǎo)致更高的噪聲水平(即降低信噪比)。特別注意的是，如需對(duì)256 QAM信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，則要保證EVM低于-32dB。

頻率響應(yīng)需求也更高。在發(fā)射機(jī)端和接收機(jī)端，需要在一個(gè)帶寬區(qū)間內(nèi)具有恒定的頻率響應(yīng)，該信號(hào)帶寬四倍于 802.11n標(biāo)準(zhǔn)。不理想的幅頻和相頻響應(yīng)會(huì)導(dǎo)致更高的EVM--使高階調(diào)制(例如在256QAM的情況下)傳輸更困難。

數(shù)字預(yù)失真不補(bǔ)償非線性效應(yīng)

為了滿足這些需求，諸如放大器和混頻器之類的部件在一定頻帶范圍內(nèi)必須具有較低的固有噪聲，且具有線性特征。盡管噪聲成分不能從信號(hào)中移除，數(shù)字預(yù)失真可以對(duì)非線性效應(yīng)做出補(bǔ)償。放大器制造商必須在保持設(shè)備電池低能耗，限制非線性效應(yīng)以及相關(guān)信號(hào)質(zhì)量下降之間做出折中。在較高的功率范圍內(nèi)，可以達(dá)到高效率。同時(shí)，非線性效應(yīng)使得1dB的增益壓縮點(diǎn)性能惡化。然而，通過對(duì)器件的非線性進(jìn)行測(cè)量、建?？梢栽跀?shù)字域補(bǔ)償這些效應(yīng)。在放大器之前，信號(hào)被數(shù)字預(yù)失真，即與放大器的失真特性相反的函數(shù)作用在數(shù)字基帶上。在放大器之后，放大器消除失真和預(yù)失真。其結(jié)果為線性放大信號(hào)。

IEEE 802.11ac所要求的測(cè)試是之前標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試的擴(kuò)展。發(fā)射機(jī)測(cè)試包括發(fā)射頻譜模板、頻譜平坦度、發(fā)射中心頻率和調(diào)制精確度的測(cè)試。在接收機(jī)端，主要測(cè)試為接收機(jī)最小輸入靈敏度、鄰道選擇性、非鄰道選擇性、接收機(jī)最大輸入電平和空閑信道評(píng)估(CCA)靈敏度測(cè)試。802.11ac部件(例如放大器、轉(zhuǎn)換器或芯片組)的開發(fā)者和制造商需要使用信號(hào)源和分析儀，其在5GHz頻帶下提供至少160MHz的I/O調(diào)制和分析帶寬。

R&S測(cè)試解決方案

R&S公司提供了從研發(fā)、生產(chǎn)以及各種實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用認(rèn)證等測(cè)試解決方案。

新一代R&S SMBV100A矢量信號(hào)發(fā)生器和R&S FSV信號(hào)與頻譜儀是該項(xiàng)任務(wù)的理想選擇。SMBV100A是世界上首臺(tái)能夠自身在160MHz射頻帶寬下生成WLAN信號(hào)的矢量信號(hào)發(fā)生器，即，無需額外的設(shè)備或者外接PC。將R&S SMBV100A和R&S FSV組合可以使得各種發(fā)射機(jī)和接收機(jī)測(cè)量簡(jiǎn)單易行。所有所需信號(hào)的生成和分析功能都包括其中，可以手動(dòng)執(zhí)行，或者使用程序控制。

R&S SMBV100A提供了一系列的功能：不同WLAN信號(hào)(802.11 a/b/g/n/ac)的不同突發(fā)數(shù)據(jù)可以使用幀塊配置混合--例如，802.11ac規(guī)定的160MHz突發(fā)數(shù)據(jù)可以和IEEE 802.11 n和802.11 ac信號(hào)混合發(fā)射，以模擬某個(gè)訪問節(jié)點(diǎn)可能發(fā)生的WLAN業(yè)務(wù)流。對(duì)于MIMO測(cè)試來說，最多可以支持8根天線;對(duì)于靜態(tài)傳輸信道模擬測(cè)試來說，SMBV可以計(jì)算出每根發(fā)射天線的信號(hào)，把這些信號(hào)經(jīng)過一定的幅度和相位延遲處理后，再進(jìn)行數(shù)字疊加，直接模擬出到達(dá)每根接收機(jī)天線端的信號(hào)。高斯白噪聲可以疊加到信號(hào)中，模擬接收機(jī)射頻端噪聲。

該功能與802.11ac信號(hào)的信號(hào)發(fā)生器的高質(zhì)量信號(hào)的需求吻合。在5.7GHz的頻帶下，160MHz帶寬的信號(hào)在256QAM調(diào)制方式下誤差矢量幅度極佳，只有-47dB。R&S SMBV100A也具有卓越的平坦性頻率響應(yīng)，在160MHz帶寬下只有0.2dB。

為了分析802.11ac信號(hào)，R&S FSV運(yùn)行諸如雜散帶外發(fā)射、鄰信道泄露比以及全面的調(diào)制參數(shù)時(shí)域測(cè)量之類的頻譜測(cè)量。用戶可以輕而易舉地在各種測(cè)量模式之間切換，并且以圖表的形式顯示關(guān)鍵結(jié)果。觸摸屏使得操作簡(jiǎn)單，特別是當(dāng)用戶改變視角或者需要修改任何測(cè)試參數(shù)的時(shí)候。

802.11ac工作在5GHz頻段上，然而，5.25～5.35GHz和5.47～5.725GHz是全球雷達(dá)系統(tǒng)的工作頻段，為了避免工作在5GHz頻段的無線通信設(shè)備對(duì)雷達(dá)系統(tǒng)造成干擾，各國(guó)對(duì)這些設(shè)備的要求除了功率、頻譜等常規(guī)項(xiàng)目以外，還特別增加了對(duì)動(dòng)態(tài)頻率選擇(DFS：Dynamic Frequency Selection)特性的要求。SMBV和FSV也提供了DFS這一測(cè)試應(yīng)用解決方案。

R&S FSV和R&S SMBV100A是用于開發(fā)和生產(chǎn)基站、移動(dòng)電話和放大器的通用儀器。更大帶寬的進(jìn)一步應(yīng)用進(jìn)而在LTE Advanced中可以得到，在LTE Advanced帶寬最高為100MHz，可以進(jìn)行測(cè)試多標(biāo)準(zhǔn)基站帶寬放大器的載波聚合或者預(yù)失真測(cè)試，并且進(jìn)行寬帶脈沖測(cè)量。

此外，無線綜合測(cè)試儀CMW500/280/270也能支持802.11ac的測(cè)試方案，大大降低了生產(chǎn)測(cè)試成本以及提升了生產(chǎn)測(cè)試效率?；诰C測(cè)儀R&S CMW500的測(cè)量方案可以使用單臺(tái)綜測(cè)儀完成對(duì)802.11ac待測(cè)件的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的測(cè)量，極大的簡(jiǎn)化了測(cè)量的復(fù)雜程度。對(duì)于終端的研發(fā)和生產(chǎn)尤為方便。802.11ac選件可以在原來CMW500/280/270非信令儀表上進(jìn)行軟件升級(jí)，無需添加硬件，這也給客戶帶來的極大的便利。

無線綜合測(cè)試儀R&S CMW是目前最為先進(jìn)的寬帶測(cè)試儀，不僅能支持測(cè)試蜂窩通訊2G、3G、以及LTE和LTE-A的無線終端，還支持非蜂窩通訊WiFi、藍(lán)牙、FM、GPS等終端產(chǎn)品，針對(duì)WiFi產(chǎn)品，測(cè)試能力覆蓋非信令校準(zhǔn)與驗(yàn)證測(cè)試、信令驗(yàn)證測(cè)試，以及應(yīng)用層面的E2E數(shù)據(jù)測(cè)試等。

在各大運(yùn)營(yíng)商、設(shè)備廠商的推動(dòng)下，未來的WiFi設(shè)備將逐漸升級(jí)為802.11ac。設(shè)備生產(chǎn)廠商需要能支持802.11ac的測(cè)量?jī)x器，羅德與施瓦茨公司提供全面的測(cè)試解決方案，同時(shí)支持WiFi和蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)，能從射頻、信令和應(yīng)用測(cè)試等各個(gè)方面對(duì)WiFi進(jìn)行全面的測(cè)試。