WLAN測量的最佳選擇：NI PXI與FPGA革新性應用優勢

圖7. 使用NI PXIe-5644R的802.11ac EVM環回模式

針對所有無線標準和測試設備，可以通過調整軟件和硬件以獲取最佳測量方式。使用NI PXIe-5665 VSA進行相鄰通道失真測量中討論了可用于信號分析儀的部分硬件優化。

下面將討論諸如相位跟蹤、通道跟蹤、正交偏移補償等其它優化方式。

注： 以下圖片均使用通過NI PXIe-5644R環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制符號的相位變化。如果將正交頻分復用(OFDM)相位跟蹤方法設置為標準，根據IEEE標準802.11a-1999的17.3.9.7章節和IEEE標準802.11n-2009的20.3.21.7.4章節指定，該工具包可對OFDM符號執行基于導頻的通用相位誤差糾正。

如果將OFDM相位跟蹤方法設置為瞬時，WLAN分析工具包可對OFDM符號執行基于導頻的通用相位誤差糾正，以及在每個調制符號中補償相位失真。IEEE標準中并未定義該類型補償，但該補償對于確定幅值中調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數調制符號變化引起的誤差。

默認值為標準。

注：下圖為放大的256-QAM信號圖。為了更好的說明參數變化效果，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包和數據的通道響應，然后將該響應作為整個包的通道頻率響應估計。如禁用通道跟蹤，該工具包可估計長訓練序列(LTS)的通道響應，然后將該響應作為整個包的通道頻率響應估計。

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的效果。

圖12. 啟用相位偏移補償的效果

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。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

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。可選項也包括80+80 MHz和160 MHz頻譜屏蔽測試。80 MHz段可以為連續或非連續(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，將在每段中應用常規80 MHz頻譜屏蔽，但當兩段屬于同一波段并且為連續時，將在信號中應用疊加的頻譜屏蔽。

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。在特定環境中，工程師需要保證新產品的穩定測試流程。在生成環境中，測試工程師需要以最快時間測試盡可能多的參數。

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，工程師自己即可購買高性能計算機來執行所有處理計算。

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

圖15顯示了在802.11ac中使用不同平均數執行EVM和頻譜屏蔽測試所需的測試時間。

圖15. 執行EVM和頻譜測試的測試時間

總結

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，用戶可以對儀器進行FPGA級別的各種自定義，從而實現復雜的觸發解決方案，工程師甚至可以在儀器中實現通道仿真。