reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
© farang dreamstime.com Technologie | 14 stycznia 2016

Konfiguracja definiowanych programowo systemów testowych WLAN cz. 2

Zapraszamy do lektury drugiej cz臋艣ci artyku艂u technicznego udost臋pnionego przez firm臋 National Instruments.
Charakterystyka

Ci臋偶ko wyobrazi膰 sobie dzi艣 偶ycie bez urz膮dze艅 bezprzewodowej sieci lokalnej (WLAN). Rzeczywi艣cie, WLAN lub WiFi znalaz艂o zastosowanie w takich produktach, jak punkty dost臋powe, rutery, czy nawet telefony kom贸rkowe. W miar臋 rozrostu rynku urz膮dze艅 WLAN wzrasta r贸wnie偶 ilo艣膰 in偶ynier贸w przeprowadzaj膮cych pomiary w zakresie tych technologii. Niniejsza bia艂a ksi臋ga dostarcza podstawowych informacji na temat mo偶liwo艣ci w zakresie przeprowadzania pomiar贸w testowych WLAN i opisuje warstw臋 fizyczn膮. Wyja艣nia r贸wnie偶, jak przy pomocy definiowanych programowo system贸w pomiarowych RF w szybki i dok艂adny spos贸b przeprowadzi膰 pe艂en komplet pomiar贸w WLAN. Po zapoznaniu si臋 z dokumentem, in偶ynierowie nieobeznani z testami WLAN powinni opanowa膰 podstawy przeprowadzania opisanych pomiar贸w.

Cz臋艣膰 pierwsza artyku艂u dost臋pna jest pod tym linkiem.

Spis tre艣ci:
  1. Wprowadzenie do warstwy fizycznej WLAN
  2. Charakterystyka
  3. Wprowadzenie do oprogramowania NI WLAN Measurement Suite
  4. Typowe pomiary WLAN
  5. Moc nadawania
  6. Wielko艣膰 wektora b艂臋du
  7. Pomiar maski widmowej
  8. Podsumowanie

4. Typowe pomiary WLAN

Przy opisywaniu komponentu lub sprz臋tu radiowego WLAN, przeprowadzane pomiary s膮 cz臋sto zale偶ne od testowanych urz膮dze艅. Przyk艂adowo, podczas opisywania nieliniowo艣ci wzmacniacza mocy (PA) wymagane mo偶e by膰 uwzgl臋dnienie pomiaru wielko艣ci wektora b艂臋du (EVM) oraz intermodulacji trzeciego rz臋du (IM3). Nie ma tu jednak potrzeby znajomo艣ci pomiaru przesuni臋cia no艣nej, gdy偶 jest on funkcj膮 zale偶n膮 od sygna艂u z generatora RF. Tabela 3 przedstawia cz臋艣膰 z najcz臋艣ciej przeprowadzanych pomiar贸w WLAN. Oprogramowanie WLAN Analysis Toolkit mo偶e by膰 u偶yte do przeprowadzenia ka偶dego z wymienionych w tabeli, jednak w dalszych sekcjach przedstawiono kilka z nich.


Tabela 3. Pomiary przeprowadzane przy wykorzystaniu WLAN Analysis Toolkit

5. Moc nadawania

Jednym z najwa偶niejszych pomiar贸w przeprowadzanych na WLAN jest pomiar mocy nadawania. Moc mo偶na mierzy膰 na wiele sposob贸w, ponadto r贸偶ne standardy WLAN wymagaj膮 r贸偶nych typ贸w pomiaru mocy. Podczas opisu charakterystyki nadajnika pracuj膮cego w standardzie 802.11a/g, system pomiarowy WLAN podaje zar贸wno moc chwilow膮, jak i 艣redni膮. Dla urz膮dze艅 standardu 802.11b taki system zwr贸ci r贸wnie偶 czasy narastania i opadania. Warto zwr贸ci膰 uwag臋, 偶e cho膰 miernik mocy chwilowej jest u偶ytecznym narz臋dziem do pomiaru mocy, to jednak u偶ycie wektorowego analizatora sygna艂u RF jest najszybszym sposobem pomiaru 艣redniej mocy na przesy艂anym sygnale.

Pomiar mocy z wykorzystaniem wektorowego analizatora sygna艂贸w generuje wynik na podstawie wyzwalanego przesy艂u. W tym przypadku, moc mo偶e by膰 mierzona jako 艣rednia ca艂ego przesy艂u lub jego konkretnej cz臋艣ci. Przybornik WLAN Analysis Toolkit s艂u偶y do konfigurowania odcinkowego pomiaru mocy poprzez obliczenie 艣redniej mocy na w zdefiniowanym przez u偶ytkownika przedziale czasowym. Dodatkowo, przybornik mo偶e zosta膰 u偶yty w celu otrzymania przebiegu mocy w zale偶no艣ci od czasu 鈥 tak, jak przedstawia to Ilustracja 8 dla sygna艂u IEEE 802.11a/g.


Ilustracja 8. Sekwencja treningowa, estymacja kana艂u oraz dane w przebiegu czasowym mocy.

Zaprezentowany na Ilustracji 8 przebieg czasowy mocy jest cz臋sto u偶ywany jako narz臋dzie debugowania, kt贸re pozwala upewni膰 sie, 偶e ka偶dy fragment przesy艂u 鈥 od sekwencji treningowej po symbole OFDM 鈥 jest transmitowany poprawnie.

6. Wielko艣膰 wektora b艂臋du

EVM jest jednym z najbardziej istotnych pomiar贸w, gdy偶 jest w stanie wychwyci膰 b艂膮d b臋d膮cy skutkiem licznych nieprawid艂owo艣ci: wykrzywienia kwadratury, nier贸wno艣ci we wzmocnieniu w sygnale kwadraturowym, szumu fazowego i nieliniowych zniekszta艂ce艅. Pomiar EVM polega na por贸wnaniu zmierzonej fazy i amplitudy modulowanego sygna艂u z oczekiwanymi warto艣ciami. NI WLAN Analysis Toolkit przeprowadza obliczenia, kalkuluj膮c wektor b艂臋du |E| przy pomocy wektora wielko艣ci |V|, jak pokazano to na Ilustracji 9.



Ilustracja 9. Graficzne przedstawienie pomiaru EVM

Zazwyczaj wynik pomiaru EVM mo偶na przedstawi膰 w postaci procentowej (%) lub w decybelach (dB). Warto jednak zauwa偶y膰, i偶 pomiary EVM przeprowadzane na standardzie IEEE 802.11a/g s膮 podawane w decybelach, podczas gdy pomiary na IEEE 802.11b maj膮 reprezentacj臋 decybelow膮. Zwi膮zek pomi臋dzy tymi dwiema jednostkami ujmuje Wz贸r 1.

EVMdB = 20log(EVM%/100)

Wz贸r 1. Konwersja wyniku w decybelach na wynik procentowy

Przyk艂adowo EVM na poziomie 1% jest r贸wny -40dB, a EVM na poziomie 5% przek艂ada si臋 na -26dB. W trakcie pomiaru EVM przeprowadzanego na ca艂ej transmisji, urz膮dzenia zazwyczaj podaj膮 wynik w formie 艣redniej kwadratowej (RMS 鈥 root mean squared). W przypadku sygna艂贸w OFDM, wynikiem pomiaru EVM jest warto艣膰 RMS na ka偶dym symbolu i podno艣nej. Dla sygna艂贸w DSSS, warto艣膰 RMS jest obliczana dla ka偶dego z ci膮g贸w kodowych.


Ilustracja 10. Graficzne przedstawienie pomiaru EVM

Tak, jak przedstawia to Ilustracja 10, EVM na poziomie -46 dB jest r贸wne 0.5%. Wykres z Ilustracji 9 zosta艂 uzyskany przy wykorzystaniu wektorowego generatora sygna艂贸w RF NI PXIe-5673 oraz wektorowego analizatora sygna艂贸w NI PXIe-5663 dzia艂aj膮cych w p臋tli sprz臋偶enia zwrotnego. Cz臋stotliwo艣膰 艣rodkow膮 obu urz膮dze艅 ustawiono na 2.412 GHz, natomiast poziom mocy na -10 dBm. Przy takich ustawieniach instrumenty charakteryzuj膮 si臋 szcz膮tkow膮 EVM na poziomie -45 dB. Przy analizie wykresu z Ilustracji 9 warto zwr贸ci膰 uwag臋 na jeszcze jeden fakt: przybornik WLAN Analysis Toolkit przeprowadza wszystkie pomiary w dziedzinie czasu w spos贸b r贸wnoleg艂y. W ten spos贸b, poprzez konfiguracj臋 z艂o偶onego pomiaru, mo偶na obliczy膰 EVM, przesuni臋cie no艣nej i wycieki, ale tak偶e mi臋dzy innymi wykrzywienie kwadratury oraz nier贸wno艣膰 wzmocnienia w sygnale kwadraturowym.

7. Pomiar maski widmowej

Maska widmowa jest jednym ze sposob贸w na okre艣lenie nieliniowo艣ci przeka藕nika. Og贸lnie rzecz bior膮c, wykres widmowy mo偶e pe艂ni膰 rol臋 narz臋dzia diagnostycznego do stwierdzenia obecno艣ci zak艂贸ce艅 w analizowanym sygnale. Poniewa偶 test ten ma odpowied藕 binarn膮, wynik pomiaru mo偶e by膰 okre艣lony jako 鈥瀖argines maski widmowej”, przy czym 鈥瀖argines” jest podawanym w decybelach przyrostem mocy sygna艂u w dominuj膮cym, niepoprawnym przedziale cz臋stotliwo艣ci. Ilustracja 11 przedstawia pomiar maski widmowej na sygnale standardu 802.11b.

W wielu przypadkach istnieje mo偶liwo艣膰 wizualnego sprawdzenia dzia艂ania pomiaru EVM przy wykorzystaniu diagramu konstelacji. Wykres ten pokazuje warto艣ci fazy i amplitudy ka偶dego z symboli, dzi臋ki czemu mo偶na wykry膰 nieprawid艂owo艣ci w modulacji. Diagram konstelacji modulacji 64-QAM jest przedstawiony na Ilustracji 10.


Ilustracja 11. Maska widmowa sygna艂u 802.11b

Istotny jest fakt, i偶 sygna艂y IEEE 802.11b oraz IEEE 802.11a/g u偶ywaj膮 r贸偶nych masek widmowych. Ilustracja 12 obrazuje mask臋 sygna艂u OFDM standardu 802.11a/g.


Ilustracja 12. Maska widmowa sygna艂u 802.11a/g


Ilustracja 13. Maska widmowa sygna艂u 802.11ac

Warto zauwa偶y膰, 偶e maska widmowa mo偶e by膰 wykorzystana do okre艣lenia licznych charakterystyk sygna艂u. Przyk艂adowo, nieliniowo艣膰 przeka藕nika sprawia, 偶e wst臋gi boczne sygna艂u zmierzaj膮 do limitu maskowego. Na dodatek, nieprawid艂owo skonfigurowany sygna艂 pasma podstawowego tworzy r贸wnie偶 niepo偶膮dane wst臋gi boczne na sygnale OFDM.

8. Podsumowanie

Celem dokumentu jest ukazanie mo偶liwo艣ci konfiguracji licznych pomiar贸w WLAN z wykorzystaniem narz臋dzi software鈥檕wych. Rzeczywi艣cie, oprogramowanie WLAN Measurement Suite zapewnia funkcje generacji i analizy niezb臋dnych dla pomiar贸w IEEE 802.11a/b/g/n/ac, Dzi臋ki u偶yciu 艣rodowisk programistycznych 鈥 takich jak LabVIEW, LabWindows/CVI, czy nawet .NET, konfiguracja wektorowych generator贸w i analizator贸w sygna艂贸w PXI RF prowadzi do szybszego i prostszego testowania produkt贸w WLAN. Te definiowane programowo urz膮dzenia s膮 w stanie przeprowadza膰 testy na WLAN i wielu innych standardach bezprzewodowych 鈥 jednak jedn膮 z ich g艂贸wnych zalet jest pr臋dko艣膰 pomiaru.

---
"WiMAX,” “Mobile WiMAX,” “Fixed WiMAX,” oraz “WiMAX Forum” s膮 znakami towarowymi WiMAX Forum.

“Bluetooth” jest znakiem towarowym Bluetooth SIG.

Znak LabWindows zosta艂 u偶yty zgodnie z licencj膮 Microsoft Corporation. Windows jest znakiem towarowym Microsoft Corporation zarejestrowanym w Stanach Zjednoczonych oraz innych krajach.

Artyku艂 opublikowano dzi臋ki uprzejmo艣ci firmy 漏 National Instruments.
reklama
reklama
Za艂aduj wi臋cej news贸w
December 13 2018 13:08 V11.10.14-2