WLAN测量的最佳选择：NI PXI与FPGA革新性应用优势

图7. 使用NI PXIe-5644R的802.11ac EVM环回模式

针对所有无线标准和测试设备，可以通过调整软件和硬件以获取最佳测量方式。使用NI PXIe-5665 VSA进行相邻通道失真测量中讨论了可用于信号分析仪的部分硬件优化。

下面将讨论诸如相位跟踪、通道跟踪、正交偏移补偿等其它优化方式。

注： 以下图片均使用通过NI PXIe-5644R环回模式生成和采集的80 MHz、MCS 9 802.11ac信号。

图8. NI PXIe-5644R可对80 MHz 256-QAM信号进行-46 dB EVM测量。

相位跟踪

相位跟踪可用于跟踪由残余频偏和相位噪声引起的调制符号的相位变化。如果将正交频分复用(OFDM)相位跟踪方法设置为标准，根据IEEE标准802.11a-1999的17.3.9.7章节和IEEE标准802.11n-2009的20.3.21.7.4章节指定，该工具包可对OFDM符号执行基于导频的通用相位误差纠正。

如果将OFDM相位跟踪方法设置为瞬时，WLAN分析工具包可对OFDM符号执行基于导频的通用相位误差纠正，以及在每个调制符号中补偿相位失真。IEEE标准中并未定义该类型补偿，但该补偿对于确定幅值中调制失真和相位误差十分有用。通过该相位跟踪方法，该工具包仅计算误差向量幅度(EVM)，EVM为对包长度和不同子载波的复数调制符号变化引起的误差。

默认值为标准。

注：下图为放大的256-QAM信号图。为了更好的说明参数变化效果，下图仅显示了4个符号。

图9. 上图显示了80 MHz 802.11ac信号进行相位跟踪对EVM数的影响。该图表在256-QAM信号图中仅显示了4个符号。

通道跟踪

通过启用通道跟踪，WLAN分析工具包可估计前导包和数据的通道响应，然后将该响应作为整个包的通道频率响应估计。如禁用通道跟踪，该工具包可估计长训练序列(LTS)的通道响应，然后将该响应作为整个包的通道频率响应估计。

图10. 启用通道跟踪的效果

正交偏移补偿

WLAN分析工具包也可以补偿由于发生器/DUT引起的相位偏移。图11显示了带正交偏移的信号。正交偏移补偿最适用于带大量点的调制方式(如256 QAM)。

图11. 带正交偏移的信号

256-QAM信号图(已放大为仅显示4个符号)显示了正交偏移补偿的效果。

图12. 启用相位偏移补偿的效果

添加减损

NI WLAN生成工具包也可以在生成信号中增加减损并查看DUT的响应。通过WLAN生成工具包可添加以下减损：

载波频率偏移

采样时钟偏移

IQ减损

增益失调

直流偏移

正交偏移

定时偏移

载波噪声比

传输频谱屏蔽

802.11ac要求强制80 MHz频谱屏蔽测试。可选项也包括80+80 MHz和160 MHz频谱屏蔽测试。80 MHz段可以为连续或非连续(在不同波段中)。

图13. 80 MHz 802.11ac信号的频谱屏蔽测量

工程师可以通过两个同步的发生器或分析仪生成并采集80+80信号。如图14所示，如果两段属于不同波段，将在每段中应用常规80 MHz频谱屏蔽，但当两段属于同一波段并且为连续时，将在信号中应用叠加的频谱屏蔽。

图14. 80+80 802.11ac信号的频谱屏蔽测量

测量速度

所有测试工程师都面临缩减测试时间的挑战。在特定环境中，工程师需要保证新产品的稳定测试流程。在生成环境中，测试工程师需要以最快时间测试尽可能多的参数。

PXI平台可为仪器以及使用的处理器提供模块化方法，测试工程师提高测试速度的最简便方法就是使用最新最快的处理器。在传统箱式仪器中尝试升级处理器将会十分困难。工程师们很大程度上依赖于仪器制造商来提供最新的处理器。通过PXI系统，工程师自己即可购买高性能计算机来执行所有处理计算。

NI射频仪器已在主控计算机中实现所有调制/解调以及处理计算，该主控计算机可以嵌入PXI机箱或者使用由PXI系统控制的外部计算机。

图15显示了在802.11ac中使用不同平均数执行EVM和频谱屏蔽测试所需的测试时间。

图15. 执行EVM和频谱测试的测试时间

总结

NI PXIe-5644R的速度、性能、体积和灵活性使其成为WLAN测试的理想仪器。通过开放式架构，用户可以对仪器进行FPGA级别的各种自定义，从而实现复杂的触发解决方案，工程师甚至可以在仪器中实现通道仿真。