ieee80211测试

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1、IEEE802.11接收器测试指南作者:NeveiaChappell在设计IEEE802.11无线局域网（WLAN）接收器时，设计挑战之一是保证它满足WLAN标准中定义的物理介质相关（PMD）接收器测试规范。802.11协议堆栈的最后一个子层是PMD子层。这个子层通过空中接口对分组进行调制和编码。它在物理（PHY）层执行RF测试。为模拟被测器件，需要使用IEEEWLAN测试信号。在进行任何测试时，必须分析信号源的指标，以保证信号源不会损坏测量。灵敏度测量接收器的灵敏度是接收器可以可靠地检测的最低信号电平。灵敏度是IEEEWLAN接收器的主要指标之一，以某个错帧率（FER）或错包率（PER）进行

2、规定。FER是指传输的总帧数与接收的帧数之比，用公式表示为FER=具有错误的帧数/总帧数x100%oPER是传输的总包数与接收的包数之比，用公式表示为PER=具有错误的包数/总包数x100%。标准中没有规定误码率（BER）,但为了诊断目的，必须使用这一指标。BER=带有错误的比特数/总比特数x100%。频率和电平精度和误差向量幅度（EVM）是测量接收器灵敏度的关键信号发生器指标。频率精度差的测试信号将导致接收器表现的灵敏度低于实际灵敏度。802.11a信号对频率偏移非常灵敏，可能会导致载波间干扰（ICI）。这种ICI可能会导致PER降级。提供测试信号的信号发生器电平精度也可能是错误来源。为保证

3、WLAN接收器以满足指定灵敏度水平的灵敏度传送信号，必需把信号发生器的振幅设置成低于接收器规范一定数量，使其相当于信号发生器的电平精度。信号星座图是调制质量的最佳指标之一。对相移键控信号，误差向量幅度（EVM）以图形方式表示信号质量。在任何时点上，可以从星座中测量信号的幅度和相位。测得的值决定着实际的或“被测的”相量，参见图1。同时，通过了解传输的数据流、符号时钟定时、基带过滤参数等，可以计算出相应的理想或“参考”相量。这两个相量之差同时提供了信号EVM和相位误差。EVM通常用理想峰值信号电平的百分比表示。图1-本图说明了信号振幅和相位的实际相量值或测得的相量值。图示内容：Actual:实际相

4、量Errorvector:误差向量Ideal:理想相量Magnitudeerror:幅度误差Carrierleakage:载波泄漏ACP-邻道功率指标邻道和迂回信道选择性用来衡量接收器处理希望信号、同时拒收相邻信道或迂回信道中强信号的能力。这一测试对于通信接收器非常重要，以保证功率没有泄漏到另一条信道中，进而给其它用户带来干扰。邻道或迂回信道功率测试使用两个信号发生器完成，参见图2。一个信号发生器在希望的信道频率、以超过接收器灵敏度的水平输入测试信号。第二个信号发生器输出邻道信号、偏移一个信道间隔，或输出迂回信道信号、偏移两个信道间隔。信道之外的信号输出将一直提高，直到灵敏度降到指定的水平。E

5、SGvectorsignalgenerator卦f产花鼬一UUTI夕dT-：n-Mr-n4mn-rr1.#I：*802.11testSignalStudio-signalatRFWLANwaveform图2-灵敏度测试设置图。图示内容：ESGvectorsignalgenerator:ESG向量信号发生器SignalStudioWLANwaveform:SignalStudioWLAN波形802.11testsignalatRF:802.11RF测试信号信号源的相位噪声差将导致能源扩散到邻道中。在信号源中的随机噪声导致功率在很小的频率范围上扩散时，会发生相位噪声。信号源的局部振荡器有助于输出频

6、率的短期稳定性。局部振荡器相位噪声可能会在802.11a信号中导致ICI,进而可能会使PER降级。WLAN测试信号测试信号需要标准定义的所有帧结构和编码，以执行要求确定PER和FER的接收器测试。安捷伦科技基于PC的软件工具套件-SignalStudio与安捷伦E4438C向量信号发生器相结合，可以提供符合标准定义的测试信号，并用来执行接收器测试。可以使用这一测试信号，执行基于标准的测试，如接收器最小和最大输入电平灵敏度和接收器邻道拒收测量。如果接收器设计的某些部分还没有完成，并且需要诊断问题，那么可以去效所有参数，如帧结构、扰频、正向误差校正等。基于标准的接收器测试在802.11直序跳频（D

7、SSS）物理层和802.11B四项基于标准的测试中，有三项测试使用FER作为测量指标，来分析接收器解调信号的质量。在802.11a五项基于标准的接收器测t中，有四项标准把PER作为测量指标。灵敏度测试的测试设置图如图3所示。Signal Studio- WLAN waveformESG vector signalgeneratorSignal combinerSignalStudio-ESGvectorsignalWLANwaveformgenertar图3-在执行邻道/迂回信道功率测量时的测试设备图图示内容：ESGvectorsignalgenerator:ESG向量信号发生器SignalS

8、tudioWLANwaveform:SignalStudioWLAN波形Interferingsignal:干扰信号Signalcombiner:信号综合器802.11testsignalatRF:802.11RF测试信号802.11DSSS和802.11b分组的帧结构包括循环冗余校验（CRC）,可以使用CRC确定FER。被测器件（UUT）将需要解调和解码测试信号。UUT可以使用CRC确定丢失了多少个从信源发出的帧。然后将把信源发送的帧数与接收的帧数进行比较，以确定FERo802.11a测试1和测试2可以使用相同的测试设置，如图2所示，但有一点除外，即从净荷中增加的MAC（访问介质控制）FCS

9、（帧校验序列）中计算PERo图2中所示的测试设置用来执行邻道/迂回信道功率测试。注意，802.11DSSS和802.11b邻道拒收测试的信道间隔是不同的。这是因为802.11DSSS标准推荐同时使用不同信道的相邻小区间隔至少为30MHz,以避免干扰。这一要求只允许在美国工作的信道支持最多2条非重叠的信道。802.11b标准规定，非重叠的信道间隔应为25MHz,这允许在美国运行的信道支持最多3条非重叠的信道。BER-误码率测试尽管标准中没有规定BER指标，但BER通常用来测量数字通信系统的信号或系统质量。ESG向量信号发生器中的BER分析仪可以执行这一测量。ESG的内部BER分析仪能够分析成帧和

10、未成帧的连续的PN9、PN11、PN13、PN15或PN23基带数据序列。在未成帧的数据上执行PER测试要求两个信号（数据和时钟），成帧的数据则要求三个信号（数据、时钟和选通）。时钟信号用来表明进入BER分析仪的数据序列的比特率。选通信号用来只在成帧数据结构分析中提供了上述一个PN基带数据序列时才启动BER分析仪。在执行IEEEWLAN接收器BER测量时，选通信号用来恢复IEEEWLAN分组的连续PN（伪随机噪声）序列净荷数据部分。图4说明了BER测量设置图。在这一设置中，ESG和SignalStudio被配置成提供一个IEEEWLAN调制的RF信号。本实例说明了一个RF测试信号，其中包括一个

11、具有连续的PN9序列的IEEEWLAN调制分组。图4BER测试设置图图示内容：Gatein:选通信号输入Datain:数据信号输入Clockin:时钟信号输入RFOut:RF输出WLANdevice:WLAN设备Basebandprocessor:基带处理器Clock:时钟Data:数据Gate:选通SingalStudioWLANwaveform:SingalStudioWLAN波形ESGvectorsignalgeneratorwithinternalBERtester:ESG向量信号发生器，带有内置BER测试仪IEEEWLAN接收器解调ESG传输的信号，可以访问基带处理器输出上的IEEE

12、WLAN基带信号。这一TTL/CMOS信号将被路由到ESG内部BER分析仪数据输入上。基带处理需要提供时钟和选通信号，应使用这些信号执行BER分析。这一测试配置为接收器时钟恢复功能提供了功能测试。此外，这些信号与解调的IEEEWLAN信号一起经历相同的传播延迟，因此，在BER分析仪的输入上不需重新排列这些信号。设计人员还可以使用WLAN测试信号，对元器件进行压力测试，如滤波器和功放器，确定邻道功率等基本性能。可以修改许多参数，如子载波的数量，对元器件施加不同的压力。还可以使用这些WLAN测试信号，检验接收器能否正确解码独立发生的测试信号。其它WLAN设计和测试考虑因素当然，除了接收器测试外，在

13、开发WLAN产品时还需要许多其它测试，例如设计、模拟和测试设备的其它元件，如发射器。IEEEWLAN信号的22MHz和16.6MHz带宽使得很难测量功率包络，因为大多数频谱分析仪的RBW（分辨率带宽）滤波器都要窄于10MHz,在检测之前会严重地过滤信号。宽带宽的安捷伦89600系列向量信号分析仪（RF带宽高达36MHz、基带带宽高达39MHz）允许对802.11和HiperLANLBR（低比牛f率）和HBR（高比特率）信号进行时域分析，同时可以用来执行标准测量，如把它与用户生成的频谱掩码进行对比、调制质量、EVM等等。通过结合使用89600系列和安捷伦高级设计系统（ADS）E8874A5GHZ

14、WLAN设计库，工程师还可以获得模拟输出，把输出下载到ESG和信号源样机硬件上。相反，可以测量样机硬件的输出，或者可以使用ADS5GHzWLAN设计库或SignalStudioWLAN软件生成一个信号，用来模拟相应的模拟环境。通过这种方式，即使没有硬件，仍可以分析系统。测试和检验项目允许设计人员在设计投入样机生产前，比较性能和成本。可以在参数值范围内简便地调节和模拟EVM、CCDF、ACPR、星座逼真度测试。通过ADS软件的组件-E8874A5GHzWLAN设计库，WLAN工程师可以设计和检验基于802.11a和Hiperlan/2OFDM的系统是否符合当前的标准。结论概括地说，在WLAN接收

15、器测试中，测试WLAN设备对保证功能非常关键。设备不应对其它用户的无线设备造成干扰。所有输出辐射（包括故意辐射或疏忽辐射）都必须符合标准和法规要求。接收器灵敏度应足以接收微弱的信号，但接收器不应给强度合理的信号造成过载或干扰。必须认真选择开发WLAN设备使用的测试设备，因为如果测试设备的性能不足，本来合格的WLAN设备也可能会测试不合格。在选择WLAN接收器测试的信号源时，需要考虑的关键参数是相位噪声、频率和电平精度及测试信号的EVM。此外，测试信号需要拥有所有必要的帧结构。最佳选择是完全编码的信号，因为这是最现实的方法。完全编码的测试信号还可以测试接收器的解码。#简历：NeveiaChappell现为安捷伦科技公司的应用工程师。