IEEE-8011ac生產(chǎn)測試概述

1、IEEE-802.11ac生產(chǎn)測試概述 IEEE802.11acIEEE802.11ac生產(chǎn)測試概述(1)(1)2012-12-2810:48RobinC114中國通信網(wǎng)我要評論(0)字號：工|工可 802.11ac是由IEEE802.11ac工作組(TGac)提出的全新WLAN標準， 其目標是提供超高速(VHT)的本地無線連接技術峰值傳輸速率10倍于 當前WLAN802.11nHT標準，通信帶寬最高可達160MHz(四倍于802.11n標準)，及最高8路MIMO信號通路。 AD: IEEE802.11ac是正在被集成到無線設備中的全新WLAN(無線局域網(wǎng))標準。支持該標準的產(chǎn)品目前已面市，各

2、生產(chǎn)廠商已開始進入量產(chǎn)階段。生產(chǎn)測試工程師需要既能夠支持新的802.11ac測試規(guī)范，又可以兼容已有各WLAN標準和其他無線連接技術的測試儀器。本文參照技術規(guī)范草案介紹了802.11ac標準的主要生產(chǎn)測試項目、其用途及相關的測試方法。 802.11ac簡介 802.11ac是由IEEE802.11ac工作組(TGac)提出的全新WLAN標準，其目標是提供超高速 (VHT)的本地無線連接技術一一峰值傳輸速率10倍于當前WLAN802.11nHT標準，通信帶寬最高可達160MHz(四倍于802.11n標準)，及最高8路MIMO信號通路。 本文依據(jù)技術規(guī)范1,介紹了802.11ac設備量產(chǎn)所需的測試

3、要求。 生產(chǎn)測試需求 從生產(chǎn)測試的角度看， 必須了解WLAN標準的變化和演進并提前制定計劃。例如，由于通信帶寬達到80MHz,802.11ac測試設備顯然需要具有更寬的處理帶寬用以信號分析和產(chǎn)生而實現(xiàn)對被測物的測試。這正如當年802.11n標準被弓I入時的情形，當時需要部署足以測試帶寬達到40MHz的測試設備。 測試物理連接方案 當802.11n標準引入時，一個重要的問題是如何搭建測試系統(tǒng)以對由多天線組成的MIMO系 統(tǒng)進行測試。這給生產(chǎn)測試工程師提出了新的挑戰(zhàn)一一如何實現(xiàn)對多條射頻路徑進行測試，同時保持測試設備成本不變，并最大限度減小對測試時間/吞吐量的影響。 802.11ac進一步擴大了這

4、種挑戰(zhàn)，但對于 MIMO的測試需求未變， 因此現(xiàn)有測試配置依然可用。針對802.11ac測試規(guī)范列出的測試項目，可采用以下測試物理連接方式： Testequipment DUT 圖1:測試設備設置 信號分析儀用于發(fā)射機相關測試，而信號發(fā)生器用于提供接收機測試所需的下行信號。為簡便起見，將測試設備配置為單端口形式，以一個RF端口(TX/RX)與被測物相連。該配置可完成對如下任意場景的測試： 支持單一射頻信號鏈路的802.11acSISO(1x1) 設備 支持單一射頻信號鏈路的802.11acMIMO(nxm)設備，對設備上的每條射頻通路進行獨立地測量(可對n個發(fā)射機依次實現(xiàn)測試)。 如果要實現(xiàn)同

5、時連接多個設備進行并行測試，則需要額外的硬件。對于模塊化測試設備平臺來說，硬件的添加和升級是十分簡便。 signal analyzer TX/RX signal generator 測試計劃 與802.11n測試計劃一樣，802.11ac的測試計劃期望包涵一系列的測試項目以對設備實際使用中的各種情形加以覆蓋。與802.11n測試計 劃兼容被測設備的舊有和HT兩種工作模式一樣，802.11ac測試計劃也具備此種后向兼容能力（技術規(guī)范中非常重要的特性所在） 。 面對可能出現(xiàn)的802.11ac測試需求，測試工程師們會更傾向于這一方式。 顯然，這是用于滿足新設計和新標準強制的測試需求的主要方式。例如，

6、測試工程師可能會對至少80MHz發(fā)射帶寬的信號進行頻譜模板特征的考核，在MCS9256QAM調制方式下檢驗調制精度，同時也以802.11acMCS9信號考察接收機性能。 測試計劃中的具體測試項目與802.11n的十分類似。以下是根據(jù)標準1得到的測試項目列表： 測送名稱 目 發(fā)自愀測試 發(fā)蒯頁諧曦 22.3.1S1 頻譜平坦度 22.3.13.2 發(fā)射中心頻率允差 22.3.1S.3 符號時鐘頻率允差 22.3,18,4 發(fā)射中心率泄漏 發(fā)國柳星國反建 223 阻工 3 榭就測試 接U貨機最4荷入靈敏度 22.3.19.1 洸道抑制 22.3192 非鄰道抑制 22,3.19,3 弱知1最先輸入

7、電平 22.3.19.4 鄰道和非鄰道抑制測試需要獨立的調制信號源 提供額外的干擾信號。這些測試應在生產(chǎn)之前完成認證，而不是生產(chǎn)測試階段要考察的項目，因 此本文不做進一步討論。 發(fā)射機測試 發(fā)射頻譜模板-22.3.18.1 頻譜模板測試是為了檢驗被測設備所發(fā)射信號的頻譜特性是否滿足規(guī)范已歸定好的相關要求，避免對其他設備造成干擾。該項目一般在被測物處于最大發(fā)射功率狀態(tài)下加以測試。 接下來的圖表歸納了針對各個帶寬信號的相 關要求： 測試工程師應檢驗信號頻譜是否符合上述 dBr表示的頻譜模板要求，這些值均是相對于信號的最大頻譜密度而言的?；蛘吒鶕?jù)輸入信號功 率電平，以dBm/MHz表述的是允許的最大

8、包絡值。兩種情況下的最大值被選為最終的技術規(guī)范。 每次測量時，應采用100kHz分析帶寬和30KHz觀測帶寬進行測量。圖3為MCS8f f bcbc 1-+- BAASCD 奉照圖 2： 濟試門隈 A C D 田 20MHt 9 11 20 30 -OdBra-SS 40MHz 21 &0 -40dBra-5& V Wb dbm/MHz SOMM! 39 41 SO 120 -40dBr4-59dbm/MHz 1616。MHMH工 7979 8181 160 240 40dR戶dSm/MHi PSD Frn0UH2 80MHz信號的測量示例 圖3:頻譜模板測量 最后，技術規(guī)范描

9、述了80+80MHz非連續(xù) 頻譜模式的測量步驟，這是802.11ac的新特 性。其頻譜模板由兩個80MHz的模板通過組 模板包鯽用凈贓 2) 瓣重疊 氧令饃板包締儡 0dBrg-2frdBr(AB 不重疊彳適用 i 島+3個包第 -20dftr 至 70吧才IE-CI 雙包絡 總計兩個包絡噬酒 其他 以上未定義的任何撅率范圍 定義包珞值的 2 個最近頻率點之m的線性插補！萌 j 技術理范為此提供了旗個中心頻率相距 15 曠小蟲的樣例，合或重疊的方式構成計算得到： 模板包絡門限可通過下表 京邯 msji 圖4:相距160MHz的非連續(xù)頻譜模板樣例 利用測試設備進行頻譜模板測量時，應提供所需的頻譜

10、模板，測試設備根據(jù)該模板進行測量判斷，并返回合格或不合格的結果。 頻譜平坦度-22.3.18.2 頻譜平坦度測量每個子載波功率相對于平均功率的偏差，該測量采用BPSK調制包。由于與待測信號帶寬相關，技術規(guī)范規(guī)定是針對每一子載波的。圖5所示為VHT數(shù)據(jù)符號某一BPSK 調制子載波i上的平均星座功率Ei,avg 根據(jù)相對于子載波頻率所處區(qū)域的不同, 中心 區(qū)域（-B至B）或外圍區(qū)域（-B至與B 至C）,模板門限在不同情況下（以紅線顯示）， 分為:MdB或+4/-6dB兩種情況。表3根據(jù)發(fā) 射帶寬提供子載波索引。請注意，子載波點B 代表外圍區(qū)域起始處（含）： 領巾MRtral曜isouterregi

11、on 圖5:頻譜平坦度測試規(guī)范 帝遇 A B C 2DMHI 1 17 28 2 43 SS 工 55 160MHE 不適用一門限為的6 6 25。 1 司 2心發(fā)射帶寬懵況不適用干 7 加門限, 表3:基于發(fā)射帶寬的頻譜平坦度子載波索引 圖6所示為對一80MHz信號的測量實例 圖6:頻譜平坦度測量 發(fā)射中心頻率允差-22.3.18.3 該測試考查發(fā)射機頻率誤差(相對于所期望的載波頻率)，一般通過對調制信號進行解調操作得到。合格標準為lPn?bcirquil 弧 01010101 腌 NbuqgcceifNbuqgcceif ReservedReserved QO M*nM*n型切h h就 1

12、0001000 B B卻切n n 圖11:有效類型與子類型組合BO因 B；弟04男63B9印。 B11312廿13B14B1S Ty” Tc Mm Frag Relry PVfT 由 bkre口曲 Prsmted Franw OrdH 2 24111 11111 Figure7-2FrameControlfield 圖12:幀控制字段 如表所示b4到b7比特位需配置為信標 (Beacon)狀態(tài)， 以在幀控制字段內(nèi)實現(xiàn)對子字段的定義。只需使用最少的有效比特位，直接向 幀控制字段填入0000000100000000”，即 可非常輕松地完成。 以下信號設計包中顯示了這種配置方法：幽HeaderCon

13、riguration !7MACHeaderrMACFC5PL5BFirstNotation PraETifi Dursticr Add Add Add Sequence Add QoS HT Control ID 1 2 2 3 Control 4 Contrcil Control FrameCoritrol(2octetsBinary)looaoaooioccooftoa Close 圖13:廣播模式MAC標頭配置示例 通過選擇并配置所需的其他參數(shù)，可以打包生成所需信號用于接收機的回放測試。 接收機最小輸入靈敏度-22.3.19.1 最小輸入靈敏度測試是檢驗接收機成功解調802.11ac信

14、號能力的重要驗證測試項目。對于 長度為4096字節(jié)的PSDU,誤包率(PER)應低于10%。下表顯示了要達到的門限電平值： 颯J MC5 序腰式 Z0MH工 40MH1 3Q3QMHZ M0MK或30+BOMHj 0 B 型 1/2 時 53 -76 73 1 口咻 1/2 *76 2 2 口啾 3f4 -74 -71 -Efi 3 3 1 日 -74 71 -ER -E5 16QAM 70 47 -E4 El 5 54-QAM 2 凸 - -5656 47 5 3333 砧 - -E2E2 登 -西 7 84aM 5;b 闞 *=B 45 8 256-QAM 3/4 *55 g 256-QA

15、M 5% -37 -E4 -51 -4fi 表6:接收機最小輸入電平靈敏度 技術規(guī)范建議使用4096個字節(jié)。以MCS7為 例，在800ns保護間隔條件下，每個OFDM 符號含有1170個比特，即146.25個字節(jié)。那么 4096個字節(jié)就是28個字符。而對于MCS9,這 個值恰好為21個字符。 接收機最大輸入電平-22.3.19.4 與最低靈敏度測試相反， 這項測試用于保證被測設備在天線饋入較高功率電平時依然能實現(xiàn)正確接收。技術規(guī)范要求該測試可以使用任意 PSDU字節(jié)，并且接收功率必須高于-30dBm。 同樣，此測試的門限也是誤包率低于10%。 802.11ac測試準備就緒 對帶寬為80MHz信

16、號的產(chǎn)生與分析是目前 802.11ac測試的最低需求，而未來對80+80 MHz和160MHz兩種信號方案的支持需求也是潛在存在的。 目前僅有少數(shù)幾家測試儀器廠商能夠支持 80MHz帶寬802.11ac信號相關測試，其中就 包括AeroflexPXI3000模塊化RF測試平臺。 該平臺已是當前各WLAN和蜂窩無線通信技術設備的成熟測試解決方案。 MCS編碼方式，但測試信號長度應為 4096個 已采用Aeroflex模塊化測試儀器的客戶， 由802.11n升級至ij802.11ac80MHz測試能力， 只需添加軟件選件，而無需任何硬件的改變。 制造商在測試其設備時不可能僅關心802.11ac一種技術。實際上，WLAN很可能只是作為一種配套技術出現(xiàn)在最終產(chǎn)品上，這方面手機就是一個明顯的例子。早期的WLAN 測試設備往往僅局限于WLAN相關測試。 隨著時間的推移，當新的芯片組整合進更多的無線技術后，如Bluetooth、GPS、FM和 WiMAX等，這些技術與WLAN的測試要求一起被提了出來。 因此，一款測試設備可同時支持