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R&S公司推出WLAN新测试方案 (1)

R&S公司推出WLAN新测试方案 (1)
来源:21ic 时间:2013-08-07

首批支持新的 WLAN 标准IEEE802.11ac的智能手机很快将进入消费者手中,其允许用户体验更高的数据传输速率。尽管用户受益于此,这对于设备制造商却是一个挑战。新技术对所使用的部件提出了极高的要求。罗德与施瓦茨(R&S)公司的高、中档仪器都能支持IEEE802.11ac测量,为设备制造商的产品提供高性价比测量系统。

无线通信从根本上改变了人们在居所、办公场所和闲暇时间的生活。通过WLAN使用智能手机或平板电脑访问因特网正变得越来越寻常。这一趋势将持续,因为WLAN越来越多地被诸如电视机顶盒与电视机之类的设备所支持,移动无线网络运营商也指望WLAN降低其自身网络负载。对数据速率的需求也日益增加,例如,需要传输HD高清品质的视频或者使用云服务。

这些高数据速率要求更多的信号带宽,这只能在更高的频带中获取。因此,新的WLAN标准IEEE802.11ac也使用5GHz频带上的80MHz和160MHz带宽,使得数据速率可达数Gbit/s。在当前的WLAN标准IEEE802.11n中,带宽仍然只有40MHz,数据速率为600Mbit/s。

如果该频段内没有一个连续的160 MHz的频带,可以将两个80MHz的信道(信道捆绑)合并。两个80MHz的信道既可以分开合并,也可以连续合并。802.11ac标准中引入的其他功能包括高至256 QAM的更高阶调制,以及扩展支持多达8根天线的MIMO和多用户MIMO(Multi-user MIMO)技术。

高阶调制确保良好的信号质量

IEEE802.11ac标准不仅仅支持目前标准中所使用的调制方式(BPSK、QPSK、16QAM和64QAM),也支持256 QAM调制。根据当前的信道质量,无线设备确定使用何种调制方式。如果信道质量在连接期间提高或降低,系统会选择更高阶或更低阶的调制方式。为了允许在5/6编码速率下进行256QAM的传输,IEEE规定误差矢量幅度(EVM)多为-32 dB(2.5%)。对于64 QAM来说,可容忍的EVM为-27dB(4.4%)。

在多用户MIMO的情况下,由于信道的多径特性和使用波束赋形技术,WLAN交换机可以同时在相同频率下服务多个用户,每一用户都分配单个空分复用的数据流。使用单用户MIMO,发射机和接收机之间每一条新增的路径都会提高信噪比,从而增加单个独立的接收机的吞吐率。尽管多用户MIMO提升了整体系统容量,每增加一个空间数据流导致更高的噪声水平(即降低信噪比)。特别注意的是,如需对256 QAM信号进行解调,则要保证EVM低于-32dB。

频率响应需求也更高。在发射机端和接收机端,需要在一个带宽区间内具有恒定的频率响应,该信号带宽四倍于 802.11n标准。不理想的幅频和相频响应会导致更高的EVM--使高阶调制(例如在256QAM的情况下)传输更困难。

数字预失真不补偿非线性效应

为了满足这些需求,诸如放大器和 混频器 之类的部件在一定频带范围内必须具有较低的固有噪声,且具有线性特征。尽管噪声成分不能从信号中移除,数字预失真可以对非线性效应做出补偿。放大器制造商必须在保持设备电池低能耗,限制非线性效应以及相关信号质量下降之间做出折中。在较高的功率范围内,可以达到高效率。同时,非线性效应使得1dB的增益压缩点性能恶化。然而,通过对器件的非线性进行测量、建模可以在数字域补偿这些效应。在放大器之前,信号被数字预失真,即与放大器的失真特性相反的函数作用在数字基带上。在放大器之后,放大器消除失真和预失真。其结果为线性放大信号。

IEEE 802.11ac所要求的测试是之前标准的测试的扩展。发射机测试包括发射频谱模板、频谱平坦度、发射中心频率和调制精确度的测试。在接收机端,主要测试为接收机小输入灵敏度、邻道选择性、非邻道选择性、接收机输入电平和空闲信道评估(CCA)灵敏度测试。802.11ac部件(例如放大器、转换器或芯片组)的开发者和制造商需要使用信号源和分析仪,其在5GHz频带下提供至少160MHz的I/O调制和分析带宽。

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