上篇文章中,我们介绍了OFDM 码元时长,OFDMA 与OFDM的区别 ,以及资源单元。今天我们将介绍OFDMA传输的上下链路,EVM 以及如何克服测试难点。
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下行链路多用户运行
当下行链路向站点传输时,它采用的是高效多用户物理协议数据单元 (HE MU PPDU) 数据包结构。 在该数据包中,前导码有一个字段叫做 SIG-B。SIG-B 字段包含了给各个站点的信息,它向站点下达有关 RU 大小、频率分配、调制 MCS、接入点分配的空间流数等指令。 通过对 SIG-B 字段进行解码,站点就可以知道在哪里针对分配的 RU 来调谐接收器。 除了多个 RU 间共享频谱带来的复杂性外,AP 还必须能够调整其发射功率,以补偿客户端接收器的信号电平。 在同一信号传输中,AP 可以将其信号增强最多 6dB,以补偿到最远站点的路径损耗。 反之,如果站点距离很近,那么也可以将功率降低 6dB。 总的来说,在同一信号传输中,RU 之间的功率差异可以达到 12dB。
正如大家所看到的,OFDMA 生成了大量基于 RU 大小、分配和功率电平的排列组合,由于这些排列组合具有不同的 EVM 和频谱性能,因此需要进行验证以确保发射器和接收器的性能合乎标准。 此外,设备需要具有较宽的动态范围和优异的 EVM 性能,因为在同一信号传输中,RU 功率电平之间可能会有高达 12dB 的功率差异。 这些都是 Wi-Fi 6 的新要求。
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上行链路多用户运行
上行链路多用户与下行链路运行相比更加复杂。 因为在上行链路中,流量需要从多个站点同步传送到 AP。 AP 承担上行链路 OFDMA 或上行链路 MIMO 运行及其传输的协调作用。 首先,它向所有即将参与传输的站点发送一个触发帧。 然后,这些站点在各自 RU 上响应该触发帧进行同步发射。 客户端站点必须基于触发帧调整其时序、频率以及功率电平来参与此传输。 AP 和客户端之间的同步精度极为关键,因为假设参与的一方发生故障或单个站点表现未及预期,那么就会降低共享同一传输的所有其他用户的性能。 这对 AX 来说非常重要,因此,标准中特别针对此同步制定了全新要求。 客户端之间开始的传输间隔在正负 400 纳秒。 当客户端接收到触发帧之后,它们将有 16 微秒帧间间隔加减 400 纳秒的时间,沿上行链路方向发送流量。 针对频率同步,为了防止同步发射的客户端彼此形成干扰,站点需要对载波频率偏移进行预补偿。 每个站点都要根据从 AP 接收到的触发帧来调整自己的载波频率。 经过补偿后,标准规定残余载波频率偏移 (CFO) 必须小于 350 Hz。 在 AP 功率方面,也要求各站点提高或降低其发射功率,以均衡 AP 从所有上行链路站点接收的功率。 这有利于确保距离 AP 较近的站点不会淹没那些远距离站点。 AX 标准要求站点调整功率的精度为正负 3 dB。 在站点侧,需要以 3 dB 精度准确测量接收信号强度指示 (RSSI),以确保测量出站点和 AP 之间的正确路径损耗。
03
未使用子载波 EVM
OFDMA 带来的另一个概念是未使用子载波 EVM。 这是 Wi-Fi 6 中引入的一个新指标。 正如前文所述,当站点需要在其分配到的 RU 上同步进行上行链路方向的传输时,非常重要的一点是其发射不要溢出到其他 RU 上。 否则就会降低其他用户的系统容量。 因此,为了评估站点性能,AX 标准引入了一个全新指标,即未使用子载波 EVM,用来测量站点产生的带内杂散。 加之过去的带外杂散,就可以测量站点在其相邻 RU 中的杂散。 这个指标测量的是小型 RU(即构成整个信道带宽且未使用的 26 个子载波 RU)的 EVM 底噪。 所以,测量的是未使用子载波 EVM,已使用的则予以忽略。 对此,可以使用常规 EVM 指标来衡量性能。
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上行链路多用户传输的测试
对于上行链路多用户传输的测试,其验证是 11ax 测试最具挑战性的领域之一。测试仪需要兼具信号生成和信号分析功能。
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为此需要协调运行一个测试序列,提供用于定时的纳秒级精度测量,以保证上行链路传输的 400 纳秒精度。
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此外,还需要为诸如 CFO、已使用 RU EVM 以及未使用子载波 EVM 的传输提供全套参数测量。
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当对接入点设计进行测试时,测试仪会interwetten与威廉的赔率体系 一个站点,对接收到的触发帧信息进行解码,以生成具有正确 RU 分配的基于触发的 PPDU,然后还需要根据 AP 的要求实时调整发射功率。 因为它需要以纳秒级精度对 AP 进行响应。 当测试客户端站点时,测试仪会模拟一个 AP。 它生成一个触发帧,然后我们会用信号分析功能来测量响应。 它测量的是站点本身产生的基于触发的 PPDU。 因此,需要测量客户端传输的时序、频率、功率精度,以确保其符合 11ax 标准要求和 RU 外泄要求。
总的来说,与前几代 Wi-Fi 相比,Wi-Fi 6 的测试序列需要更高的测试复杂性。 在 LitePoint,我们已经实现了该解决方案的自动化。 可大大简化相关流程。
总结
除了历代 Wi-Fi 都会涉及到的传统发射器和接收器指标测试之外,11ax 还特有一系列全新测试领域。 首先,这是第一个涵盖全部三个 Wi-Fi 频段(即 2.4、5 和 6 GHz 频段)的标准。 如果您计划发布 Wi-Fi 6e 设备,所有验证都将包括这些频段的频率。 此外,很多设备会支持同步双频运行,这同样需要验证。
在调制方面,标准中引入了 1024QAM。 我们谈到它对 EVM 的要求更为严格。 而更小子载波间隔的引入也要求设备具有更高的频率精度。 Wi-Fi 的根本性变化是 OFDMA,它需要全面彻底的验证。 您需要验证大量 RU 组合,包括功率提升模式,在同一信号传输内,RU 间的传输功率变化可能高达 12 dB。 最具挑战性的部分是基于触发的测试来验证正确的上行链路,上行链路多用户运行以及用于已使用子载波和未使用子载波 EVM 的全新指标,确保不产生 RU 外泄。
最后需要提及的是 MU-MIMO 测试,标准在上下行链路 MU-MIMO 运行中支持多达 8 个 MIMO 流。 上行链路 MU-MIMO 是 Wi-Fi 6 的一项新功能,尚未被所有设备支持。 它将成为 Wi-Fi 6 第 2 版设备的一项功能。
如果 Wi-Fi 6 的测试用例数量和复杂性让大家有点望而生畏,建议大家了解LitePoint的自动化解决方案 IQfact+。 它专门用于控制测试仪和被测设备 (DUT),且提供校准和验证自动化。 LitePoint提供针对接入点和客户端设备的 Wi-Fi 6 和 6e 芯片 IQfact+ 数据包。
IQfact+TM 软件
IQfact+ 软件是一款自动测试解决方案,支持将待测设备 (DUT) 与测试仪控制相结合。该软件为一流的 Wi-Fi 芯片组提供交钥匙测试和校准,只需最少的客户工程工作即可进行彻底的设计验证并实现快速批量生产。
每个 IQfact 软件都经过量身定制,可为特定芯片组提供最佳测试效率,同时还针对 LitePoint 测试仪体系结构进行了专门设计,有助于极大缩短测试时间并减少工程工作量。IQfact+ 包含一个不断增长的库,包含超过 350 个芯片组,并且支持所有重要的无线连接威廉希尔官方网站 。
利用针对 Wi-Fi 6 和 Wi-Fi 6E 芯片组开发的 IQfact+ 交钥匙解决方案,IQxel-MW 7G 测试仪可提供现成的校准和验证解决方案,帮助设备制造商缩短产品上市时间。
LitePoint 助力成功
LitePoint 已帮助众多制造商向市场推出超过百亿个支持 Wi-Fi 的产品。请访问我们的 Wi-Fi 6E页面以了解更多有关 LitePoint 的 Wi-Fi 6 解决方案的信息。
同时,我还邀请您原文阅读观看关于此主题的网络研讨会的完整回放。
关于LitePoint
LitePoint为全球最具创新力的无线设备制造商提供无线测试解决方案和服务,帮助他们确保其产品能够满足当今高标准的消费者需求。LitePoint是无线测试领域的领先创新企业,其产品开箱即用,可用于测试全球范围内最广泛使用的无线芯片组。LitePoint与智能手机、平板电脑、个人电脑、无线接入点和芯片组的领先制造商合作。LitePoint也在新兴互联设备(物联网)测试领域处于前沿。LitePoint总部位于加利福尼亚州硅谷,并在全球设有办事处,是测试和工业应用自动化设备领先供应商泰瑞达 (Teradyne)(纳斯达克股票代码:TER)的全资子公司。泰瑞达 2019 年营收为 23 亿美元,其目前在全球范围内拥有 5,500 名员工。如需了解更多信息,请访问 teradyne.com。Teradyne 是泰瑞达公司在美国和其他国家/地区的注册商标。
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原文标题:Wi-Fi 6 网络研讨会笔记 | OFDMA及测试
文章出处:【微信号:LitePoint,微信公众号:莱特波特LitePoint】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。
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