NI整合高性能儀器和FPGA 實(shí)現(xiàn)最佳WLAN測(cè)量
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圖5.MU-MIMO屬于802.11ac的特有概念,可允許多個(gè)接收器。
PXI平臺(tái)通過(guò)背板以及NI PXI儀器中嵌入的同步和內(nèi)存核心(SMC)芯片可提供同步能力,使得該P(yáng)XI平臺(tái)尤其適用于MIMO。通過(guò)NI-TLCK技術(shù),可在多個(gè)分析儀和發(fā)生器(甚至多個(gè)連接機(jī)箱)間獲得高達(dá)0.1相位偏移度。
此外新的NI PXIe-5644R VST提供更小尺寸,可允許在單個(gè)機(jī)箱中使用多達(dá)5個(gè)VST以便創(chuàng)建完整的5x5 MIMO系統(tǒng)。通過(guò)傳統(tǒng)盒式儀器實(shí)現(xiàn)類似系統(tǒng)時(shí)將會(huì)需要更復(fù)雜的線纜和儀器設(shè)置。
圖6. 一套4x4 MIMO 802.11ac解決方案可方便地置于一臺(tái)18插槽PXI Express機(jī)箱中。
用戶可編程FPGA的優(yōu)勢(shì)
雖然在射頻儀器中使用FPGA并不是新概念,但NI PXIe-5644R為用戶提供了新的可編程FPGA。FPGA可用于以下應(yīng)用:
伺服自動(dòng)增益控制調(diào)制和解調(diào)FFT和平均通道仿真
傳統(tǒng)盒式儀器將會(huì)限制使用諸如FFT和觸發(fā)等算法。對(duì)盒式儀器使用的FFT或觸發(fā)進(jìn)行自定義通常十分困難。類似于在手機(jī)上自定義各種應(yīng)用,新的基于軟件的儀器可允許工程師根據(jù)需要對(duì)儀器進(jìn)行完全自定義。
獲取最佳EVM值
隨著調(diào)制方式越來(lái)越復(fù)雜,保持高質(zhì)量的信號(hào)變得更加重要。表1顯示了802.11ac中不同調(diào)制方式的RMS EVM要求。
調(diào)制 碼率 RMS EVM
表1. 802.11ac中調(diào)制方式的RMS EVM要求
測(cè)試設(shè)備通常需提供比規(guī)范要求(如-32 dB用于256 QAM)高至少10 dB的測(cè)量能力,從而提供足夠的空間用于特征和產(chǎn)品測(cè)試。如圖7所示,NI PXIe-5644R可提供業(yè)界領(lǐng)先的EVM值。
圖7. 使用NI PXIe-5644R的802.11ac EVM環(huán)回模式
針對(duì)所有無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)試設(shè)備,可以通過(guò)調(diào)整軟件和硬件以獲取最佳測(cè)量方式。使用NI PXIe-5665 VSA進(jìn)行相鄰?fù)ǖ朗д鏈y(cè)量中討論了可用于信號(hào)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(bǔ)償?shù)绕渌鼉?yōu)化方式。
注: 以下圖片均使用通過(guò)NI PXIe-5644R環(huán)回模式生成和采集的80 MHz、MCS 9 802.11ac信號(hào)。
圖8. NI PXIe-5644R可對(duì)80 MHz 256-QAM信號(hào)進(jìn)行-46 dB EVM測(cè)量。
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(hào)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(duì)OFDM符號(hào)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(shí),WLAN分析工具包可對(duì)OFDM符號(hào)執(zhí)行基于導(dǎo)頻的通用相位誤差糾正,以及在每個(gè)調(diào)制符號(hào)中補(bǔ)償相位失真。IEEE標(biāo)準(zhǔn)中并未定義該類型補(bǔ)償,但該補(bǔ)償對(duì)于確定幅值中調(diào)制失真和相位誤差十分有用。通過(guò)該相位跟蹤方法,該工具包僅計(jì)算誤差向量幅度(EVM),EVM為對(duì)包長(zhǎng)度和不同子載波的復(fù)數(shù)調(diào)制符號(hào)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(hào)圖。為了更好的說(shuō)明參數(shù)變化效果,下圖僅顯示了4個(gè)符號(hào)。
圖9. 上圖顯示了80 MHz 802.11ac信號(hào)進(jìn)行相位跟蹤對(duì)EVM數(shù)的影響。該圖表在256-QAM信號(hào)圖中僅顯示了4個(gè)符號(hào)。
通道跟蹤
通過(guò)啟用通道跟蹤,WLAN分析工具包可估計(jì)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(gè)包的通道頻率響應(yīng)估計(jì)。如禁用通道跟蹤,該工具包可估計(jì)長(zhǎng)訓(xùn)練序列(LTS)的通道響應(yīng),然后將該響應(yīng)作為整個(gè)包的通道頻率響應(yīng)估計(jì)。
評(píng)論