NI平臺提升WLAN測試速度

　　概覽

　　由于業(yè)界正在不斷尋求更低的測試成本，許多RF測試工程師必須繼續(xù)地縮短測量時間。如你所知，無線網(wǎng)絡(WLAN)裝置的測試操作也必須要迎合這個趨勢。無論是用于設計檢驗的自動化測試系統(tǒng)或者是最終產(chǎn)品的測試操作，測試系統(tǒng)的測量速度已經(jīng)變得越來越重要。然而，在大多數(shù)情況下，除了縮短測試的時間并降低測試成本之外，系統(tǒng)的測量精度與可重復性卻不能受到影響。這篇技術文章將針對WLAN測量操作，說明可能影響測量速度的多個權衡要素。在了解了相關概念之后，還將針對提供測試系統(tǒng)的測量速度，提供更好的實踐說明。本技術文章將按照順序對下列要素進行說明：平均度與可重復性;完整脈沖與部分脈沖的EVM;復合測量與單一測量;測量頻跨與測量時間，最后是CPU與測量時間的關系。針對上述相關的要素，本技術文章將通過NI PXIe-5663 -- 6.6 GHz RF矢量信號分析儀來進行范例測量操作。這些實例使用NI PXIe-5673 -- 6.6 GHz RF矢量信號發(fā)生器作為激勵。而且所有的范例都使用了NI WLAN測量套件(Measurement Suite)，其中包括NI LabVIEW與LabWindows™/CVI的信號產(chǎn)生與分析工具包來搭建測量平臺。若要進一步了解應該如何設置PXI WLAN測試系統(tǒng)，可以參閱配置軟件定義的WLAN測試系統(tǒng)。雖然這篇技術文章著重于PXI RF儀器的操作，但相同的基本測量要素也可能通用于任何RF儀器。因此，無論是PXI儀器與傳統(tǒng)的RF儀器，都可以通過這篇技術文件來提高相關的性能。

　　權衡要素1 – 平均度與可重復性

　　無論是自動化設計檢驗還是生產(chǎn)測試方面的應用，提升測量結果可重復性的常見技術，就是平均多次測量的結果。然而，如果要設定大量的平均值來提高測量結果的可重復性，將會增加測量的時間，一般來說，總體的測量時間可以通過平均值的次數(shù)而進行線性的調整。因此，如果單一測量操作需要用時20ms，那么相同的測量結果10次取平均的時候，就將花費近200ms。

　　更進一步來看，由于平均操作可以將不可重復的減損(Impairment)- 如加性高斯白噪聲(Additive white Gaussian noise，AWGN)在多次測量之間進行抵消，因此可以有效地提高可重復性。如果要了解平均操作對可重復性的影響，就可以使用NI PXIe-5673 RF矢量信號發(fā)生器與NI PXIe-5663 RF矢量信號分析儀來執(zhí)行環(huán)回測試。通過上述裝置，可以在2.412GHz上產(chǎn)生802.11g正交頻分多工(OFDM)，-10dBm功率強度的RF信號。同樣的，使用4種不同信號種類– BPSK (6 Mbps)、QPSK (18 Mbps)、16-QAM (24 Mbps)，與 64-QAM (54 Mbps)就可以了解脈沖的大小與調制類型對測量時間的影響。如果使用1024位的有效載荷，那么每種信號類型都將具有不同數(shù)量的OFDM符號。舉例來說，BPSK脈沖將具有343個符號，而64-QAM脈沖將使用39個符號。因此，每種信號類型的脈沖間隔也不一樣，表1顯示了不同類型脈沖寬度的不同?！　?/p>

 

　　誤差矢量強度(EVM)測量操作可以提供完整的信號調制質量。在EVM測量操作中，有兩種內(nèi)置的方法可以展現(xiàn)平均的結果。針對IEEE802.11a/g脈沖，測量的結果將覆蓋各個OFDM子載波與符號。以EVM的均方根(RMS)表示。根據(jù)表1來看，應該可以直接看出脈沖中的符號數(shù)量，而且如果EVM是較低的6Mbps(BPSK)數(shù)據(jù)傳輸率，應該可以產(chǎn)生超過54Mbps脈沖的可重復測量操作。從而可以得知較長脈沖也具有較多的符號。但是，僅當EVM是通過完整脈沖(而非特定部分脈沖)表現(xiàn)為RMS時，上述的假說才是成立的。權衡要素2將針對部分脈沖進行分析，說明相關的可重復性。

　　在一般的情況下，我們可以假設：在執(zhí)行較長脈沖的測量操作的時候，將可以產(chǎn)生更多的可重復的EVM結果。圖1顯示了平均次數(shù)與測量標準偏差之間的關系。這些測量操作都是通過NI PXIe-5673 RF矢量信號發(fā)生器和NI PXIe-5663 RF矢量信號分析儀來進行的。使用-10dBm的RF平均功率，并且將這兩種儀器的中間頻率均設定為2.412GHz?！　?/p>

 

　　圖1展示了當每次測量操作所使用的平均次數(shù)增加的時候，1000次EVM測量的標準偏差將隨之降低。請注意，由于 圖1 所使用的信號源是RF矢量信號發(fā)生器- 專門為了產(chǎn)生可重復的信號而設計的產(chǎn)品，所以圖1中的EVM與標準偏差均大大好于802.11g轉換器所可能產(chǎn)生的實際情況。因此，可以將圖1顯示的結果作為可重復性的標準。并且，請注意，只有以絕對測量值(Absolute measurement value)表示的測量其可重復性才有意義。一般來說，只要測試儀器的EVM標準越高，其可重復性的影響就越小。表2則顯示測量操作設定為10次平均時的EVM結果。