IEEE 802.11ax站點(diǎn)上行鏈路準(zhǔn)確性測試方案

羅德與施瓦茨(以下簡稱“R&S”公司)信號發(fā)生器和頻譜分析儀可用于測試 IEEE 802.11ax 站點(diǎn)上行鏈路準(zhǔn)確性。這一方案可支持測量 HE TB PPDU 傳輸?shù)臍堄噍d波頻率誤差和定時(shí)準(zhǔn)確性等測試項(xiàng)。

您的任務(wù)

無線連接已經(jīng)在全世界廣泛使用，并經(jīng)歷了巨大的演變。為實(shí)現(xiàn)更高的吞吐量，傳統(tǒng) WLAN 引入了新的物理層增強(qiáng)，例如更寬的帶寬、MIMO 和更高階調(diào)制方案等。為應(yīng)對網(wǎng)絡(luò)擁擠帶來的挑戰(zhàn)，即將出臺(tái)的新 IEEE 802.11ax 標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)在將專注于增加整體傳輸效率。新標(biāo)準(zhǔn)中最重要的變化是為在上行鏈路和下行鏈路引入 OFDMA 技術(shù)，這在提高靈活性的同時(shí)也增加了設(shè)備的復(fù)雜性。為確保未來 WLAN IEEE 802.11ax 設(shè)備和服務(wù)的成功實(shí)施，很顯然需要進(jìn)行新測試以便驗(yàn)證互通性。

尤其對于 OFDMA 上行鏈路(也稱為基于觸發(fā)的高效 (HE TB) PPDU)，所有設(shè)備都須在定義的極限值內(nèi)運(yùn)行，這點(diǎn)非常重要。由于多個(gè)站點(diǎn) (STA) 參與 HE TB PPDU 傳輸，為了減輕干擾問題，所有參與傳輸?shù)?STA 必須在傳輸時(shí)間、頻率、采樣時(shí)鐘和功率保持同步。

下行鏈路的接入點(diǎn) (AP) 發(fā)送觸發(fā)幀，之后在上行鏈路進(jìn)行 HE TB PPDU 傳輸。此觸發(fā)幀將被發(fā)送到所有站點(diǎn)，以便協(xié)調(diào)上行鏈路傳輸。

觸發(fā)幀包含有效載荷長度、帶寬、資源單元 (RU) 分配以及調(diào)制方案等信息。每個(gè) STA 都需要將其 LO 頻率與觸發(fā)幀的頻率保持同步。此外，在觸發(fā)幀結(jié)束后的特定短幀間間隔 (SIFS) 之后才能開始傳輸上行鏈路信號。

由于 STA 只占用一小部分可用帶寬 (OFDMA)，所以必須確保信道內(nèi)的無用發(fā)射水平始終低于特定限值，以確保不會(huì)干擾其它站點(diǎn)。

測試與測量解決方案

R&S的信號發(fā)生器和頻譜分析儀可以生成所需的觸發(fā)幀并分析 STA 的響應(yīng)。比如，SGT100A 矢量信號發(fā)生器會(huì)將用戶可自定義的觸發(fā)幀發(fā)送到被測 STA。作為響應(yīng)，STA 發(fā)送 HE TB PPDU 幀，該信號進(jìn)入FSW 進(jìn)行分析。兩種測試與測量儀器都使用 10 MHz 參考信號以實(shí)現(xiàn)頻率同步。SGT100A 另外還會(huì)向 FSW 提供觸發(fā)信號，以實(shí)現(xiàn)時(shí)間同步。用戶可充分配置觸發(fā)幀，包括用于指定所有站點(diǎn)信息(比如有效載荷長度)以及各被測 STA 信息(比如 RU 分配)所需的所有“常用信息”和“用戶信息”字段。

CFO 誤差

根據(jù)IEEE 802.11ax規(guī)定，STA 需要預(yù)先補(bǔ)償載波頻率偏置 (CFO) 誤差，以防止不同的參與 STA 之間的載波間干擾。在補(bǔ)償后，CFO 殘留誤差的絕對值(相對于觸發(fā)幀)必須小于 350 Hz。

對于此測試，信號發(fā)生器會(huì)模擬發(fā)送觸發(fā)幀的 AP。由于信號發(fā)生器與頻譜分析儀都使用 10 MHz 參考信號，所以兩者之間幾乎沒有頻率誤差。因此，頻譜分析儀能夠準(zhǔn)確地測量 STA 的殘留 CFO(相對于觸發(fā)幀)。

定時(shí)準(zhǔn)確性

參與的 STA 必須在觸發(fā)幀結(jié)束后的特定 SIFS 時(shí)間間隔之后，才能開始 HE TB PPDU 傳輸。STA 必須滿足定時(shí)準(zhǔn)確性要求(SIFS 為 ±0.4 μs);也就是說，必須在觸發(fā)幀結(jié)束后的 SIFS ± 0.4 μs 時(shí)間周期之內(nèi)才能開始傳輸(見圖 1)。

在此測試中，信號發(fā)生器會(huì)再次發(fā)送觸發(fā)幀。信號發(fā)生器也會(huì)向頻譜分析儀發(fā)送表明觸發(fā)幀結(jié)束的觸發(fā)信號。因此，頻譜分析儀能夠準(zhǔn)確地測量觸發(fā)幀和HE TB PPDU傳輸開始時(shí)刻之間的用時(shí)。

將測得時(shí)間減去特定 SIFS(在 2.4 GHz 頻段中為 10 μs，在 5 GHz 頻段中為 16 μs)，可以計(jì)算出 STA 的定時(shí)誤差。

Unused tone error為確保不會(huì)干擾其它站點(diǎn)，信道內(nèi)的 STA 無用發(fā)射水平必須始終低于特定限值(見圖 2)。

在此測試中，F(xiàn)SW 可對Unuaws tone error進(jìn)行自動(dòng)測量，包括自動(dòng)限值線計(jì)算。由于具體限值取決于被測站點(diǎn)的調(diào)制方案以及 RU 規(guī)模，因此上述計(jì)算非常方便。同樣，需要信號發(fā)生器發(fā)送觸發(fā)幀，以便激發(fā)傳輸。

關(guān)于羅德與施瓦茨

羅德與施瓦茨是測試與測量、系統(tǒng)與方案、網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域的領(lǐng)先供應(yīng)商。公司成立已超過85年，總部設(shè)在德國慕尼黑，在全球70多個(gè)國家設(shè)有子公司。作為一家獨(dú)立的科技集團(tuán)，羅德與施瓦茨創(chuàng)新性的產(chǎn)品和解決方案為全球工業(yè)及政府客戶提供了一個(gè)更安全與互聯(lián)的世界。截至2021年6月30日，羅德與施瓦茨公司在全球擁有約13000名員工。

原文標(biāo)題：談?wù)?a href="http://www.wenjunhu.com/tags/wi-fi/" target="_blank">Wi-Fi應(yīng)用的那些事兒 | 依據(jù) WLAN IEEE 802.11ax標(biāo)準(zhǔn) 測試上行鏈路準(zhǔn)確性

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審核編輯：湯梓紅