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                新聞詳情

                5G WiFi時代面臨的測試挑戰-IQxel測試儀

                日期:2022-04-15 07:58
                瀏覽次數:4081
                摘要:


                                                                  5G WiFi時代面臨的測試挑戰-IQxel測試儀

                802.11ac技術正在以以往任何WLAN標準****的速度部署。消費者對高帶寬視頻內容的嗜好不斷推動著對802.11ac提供的1 Gbps數據鏈路(數據速率比前一代802.11n技術高3倍)的需求。802.11ac設備的交付量有望在2015年前超過3.5億臺——其采用速率比*初推出的802.11設備快2倍。

                  2012年,優越的設備供應商紛紛推出多款接入點/路由器產品,802.11ac設備自此開始**亮相。這些解決方案主要是采用3x3 MIMO實現方式、數據速率高達1 Gbps的解決方案。優越的**筆記本電腦有望在2012年年底前開始采用802.11ac技術。隨著SISO (1x1)配置的面市及功率要求的降低,移動設備(平板電腦和智能手機)有望在2013年開始采用802.11ac技術。

                圖1:802.11ac技術的采用概況圖

                802.11ac的**展示的其他關鍵因素是要使用的信道帶寬的選擇。802.11ac可以使用多個信道配置。包括:

                  * 80 MHz信道配置

                  * 160 MHz信道配置(非連續80 + 80 MHz模式)

                  * 160 MHz信道配置(連續160 MHz模式)

                  各個國家或地區之間在監管方面的差異將對部署的信道配置產生很大的影響。圖2顯示了主要國家或地區的可用信道配置。
                 


                圖2:全球信道分配

                根據圖2,160 MHz的信道在中國不可用。鑒于中國消費類市場的巨大潛力,這就導致不可能大規模部署160 MHz連續信道。不過,所有關鍵的地理區域都提供80 MHz信道(至少1個)。這樣就可以實現在所有主要的全球市場中部署80 MHz信道設備。一個可能的折衷方案是部署支持160 MHz信道的芯片組方案,不過是以非連續模式來實現。這樣就使產品能夠在僅允許使用一個80 MHz信道的地區使用單個80 MHz信道,而在支持多個80 MHz信道的地區(美國、歐盟、日本、印度)使用2 個單獨的80 MHz信道。

                  對于廣域網的部署(即公共熱點),缺少多個信道(比如中國)必定會加大網絡規劃的難度。由于802.1ac標準一直支持回退至公共熱點環境中可能存在的前代標準(802.11n和802.11g),因此這不應被看作是802.1ac技術的缺點。在用戶的家中或公寓里,一個可用的802.11ac信道對于提供足夠的性能來講綽綽有余,特別是在使用多用戶MIMO的情況下。

                  802.11ac設備的測試挑戰

                  802.11ac給設備測試提出了多個全新的挑戰。主要挑戰包括:

                  * 信道帶寬增至802.11n的兩倍至四倍

                  * 非連續80+80信道測試

                  * 要測試更多頻帶——必須測試5 GHz頻帶

                  * 測試256 QAM調制方案需要比802.11n中的64 QAM調制方案更高的精度

                  * 更高帶寬的頻譜模板測試

                  帶寬挑戰

                  802.11ac使用的帶寬比802.11n高兩至四倍。802.11ac能夠采用5 GHz頻帶的關鍵原因是5GHz頻帶為這些更寬的信道需求提供了更多頻譜,從而能夠傳輸更多的數據。


                圖3:802.11ac信道帶寬。


                這一增長的帶寬幾乎淘汰了以前針對802.11n測試而設計的所有測試儀(受限于*多40 MHz的信道)。與802.11n測試儀相比,針對802.11ac測試需求設計的測試儀需要2至4倍的采樣速率才能捕獲整個信道帶寬。這樣高的采樣速率意味著需要捕獲2至4倍的數據點,如果未在數據傳輸和處理領域進行相關的改進的話,這就會增加數據傳輸處理時間。

                  非連續信道測試——80+80 MHz信道

                  非連續信道配置可以為芯片供應商提供*大的靈活性,使他們開發出的單芯片組可以在提供一個或多個80 MHz信道的國家或地區使用。非連續信道的測試給測試設備帶來了另一個挑戰,因為兩個80 MHz信道可以在頻率上相隔很遠。比如,就圖2而言,對于一臺在美國使用的設備,**個80 MHz信道可能是5210 MHz,**個80 MHz信道可能是5775 MHz——間隔565 MHz。


                圖4:80+80非連續模式可能的信道配置。

                測試設備的單個矢量信號分析儀(VSA)無法測量這種方案(兩個信道同時傳輸),除非它有645 MHz以上的瞬時帶寬。要想測試設備既具有能夠進行這種測量所需的足夠動態范圍(由模數轉換器位分辨率決定)和足夠高的采樣速率(1.3 GHz以上),又有比較高的成本效益,這是不可能的。*好的方案是使用并行VSA以不同的信道中心頻率同時捕獲兩種信號。這樣就可以通過更高動態范圍的模數轉換器實現成本更低、靈活性更高的解決方案,從而獲得更優的信號測量特性,同時在更低的采樣速率下工作,進而優化成本。

                  要測試更多頻帶——必須測試5 GHz

                  802.11ac設備只在5 GHz頻帶中工作。當然,這意味著用來測試802.11ac設備的任何測試設備都必須支持5 GHz頻帶。更為重要的是,802.11ac芯片組還支持2.4 GHz頻帶,并支持使用802.11 a/b/g/n等以前的WLAN標準,以提供向后兼容性。由于5 GHz頻帶包含更多信道(將近1 GHz頻譜)并且每個標準都有各自獨有的需要驗證的調制速率和特性,所以這往往會增加測試時間。

                  全新的調制技術——256 QAM

                  為了實現更高的頻譜利用率,802.11ac支持使用256 QAM調制技術。這項技術可以提供比802.11n所用的*大的64 QAM調制技術多4倍的符號。這就給測試設備提出了新的要求:現在必須測量更加嚴格的EVM指標——802.11ac中256 QAM調制方案的EVM指標為-32 dB。為了滿足改進的EVM指標,測試設備需要更好的噪聲性能,因為256 QAM調制方案的更高符號密度對噪聲的耐受能力不如64 QAM。、



                圖5:802.11n 64 QAM調制方案與802.11ac 256 QAM調制方案的對比。

                噪聲性能由熱噪聲和相位噪聲決定。相位噪聲性能尤其重要,因為802.11ac的工作頻率為5 GHz,而相位噪聲往往會隨著頻率的增加而增加,因此與在2.4 GHz頻率下測試802.11n信號相比,在5 GHz頻率下測試802.11ac信號時,測試設備具有更高的性能是至關重要的。

                頻譜模板測試要求

                  802.11ac的頻譜模板測試要求也復雜得多,這是因為該標準支持連續和非連續模式??傊?,頻譜模板測量需要更高的帶寬才能進行測量。頻譜模板要求如圖6所示。
                圖6a:802.11ac 80 MHz頻譜模板限制。

                 

                 80 MHz信道的整個頻譜模板需要240 MHz的總捕獲頻譜才能進行測量。

                  802.11ac Devices設備的生產測試

                圖7:LitePoint IQxel(tm) 802.11ac測試儀



                如上所述,802.11ac標準帶來了大量的技術挑戰。也許測試802.11ac設備的*大挑戰在于在盡可能*短的時間內以*低的成本實現設備的面市。雖然802.11ac設備現在的銷售價格比802.11n設備高,不過在12至18個月內802.11ac設備的價格很有可能大幅下滑。因此,在開發802.11ac測試解決方案時**地考慮生產測試成本和部署時間等因素非常重要。

                  LitePoint IQxel(tm)是LitePoint公司基于在WLAN產品生產測試領域的長期經驗設計的新一代WLAN測試儀。IQxel測試儀是為滿足802.11ac的新技術和性能要求而設計,同時可滿足**挑戰性的設備測試成本目標。

                  IQxel測試儀可以支持連續和非連續版本的802.11ac規范。該測試儀可配備雙測試引擎,即使在有500 MHz以上的帶寬間隔的情況下,也能夠同時捕獲兩個80 MHz信道。如果使用的是連續信道設置,這兩個測試引擎也可以捕獲160 MHz帶寬的信道。這就為應對隨著新芯片組設計的逐步面市而出現的多個802.11ac實現方案提供了極高的靈活性。



                圖8a和8b:IQxel具有可用于非連續與連續信道測試的靈活性




                圖8a和8b:IQxel具有可用于非連續與連續信道測試的靈活性


                IQxel測試儀已經針對生產測試進行了優化,包括雙頭(或切換)測試等增強吞吐能力的功能。由于一個DUT(待測器件)在進行測試的同時,另一個DUT正在載入或啟動,因此這可以使測試儀利用率達到100%。




                圖9:雙頭測試功能可以優化吞吐能力,并*大限度地提高利用率

                針對DUT 1的測試一完成,對DUT 2的測試就會立即開始,DUT在卸載時,新的DUT已經放入測試夾具中了。

                  MIMO(多輸入多輸出)技術是一項廣泛用于所有優越的802.11ac芯片組的關鍵技術,該技術可以*大限度地提高吞吐能力和數據傳輸速率。目前市場上的典型芯片組采用3x3方案來提供1 Gbps的數據速率。LitePoint公司在2005年推出IQnxn測試系統,開創了MIMO測試系統先河,如今LitePoint已將其功能擴展到IQxel測試儀中。在研發和DVT(設計驗證測試)過程中MIMO系統的**特性分析需要針對非相關信號進行獨立信號產生和捕獲。

                  為了滿足這一要求,可以將多臺IQxel測試儀組合在一起,其集成的觸發同步系統互連在一起,從而為RX測試提供同時輸出信號,為TX測量提供同步捕獲。

                 為了確保*高靈活性,測試裝置可以在以后分成多個獨立的測試系統,從而進行SISO(單輸入單輸出)測試。
                 




                結束語

                  802.11ac可以為無線用戶帶來全新的性能體驗。這個新標準正在廣泛滲透到大批量產品中,其滲透速度高于歷史上WLAN領域的任何其他標準。這項新技術為消費者帶來了更強的功能,同時也給802.11ac設備廠商提出了一系列全新的挑戰。802.11ac信號的高帶寬和高動態范圍要求意味著新一代測試設備需要滿足這些新的測試要求。

                  LitePoint IQxel測試儀可以滿足這些嚴苛的技術要求,同時將廠商要求放在*重要的位置。該系統具有極高的靈活性,可用來測量80 MHz、80 + 80 MHz非連續以及160 MHz連續信道配置,因此IQxel適用于需要測試的任何802.11ac配置。

                  IQxel測試儀已經針對生產環境進行優化,同時還借助真正的MIMO測量功能,**涵蓋了研發工程師和特性分析工程師的需求

                 

                粵公網安備 44030902000332號

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