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- Wi-Fi MIMO 802.11n的優勢和面臨的挑戰

來源:litepoint 作者:litepoint2013年07月09日 18:10
[導讀] 多年來,多徑接收是一項避免使用或者用來作補償使用的技術,這是因為當電磁波以直接或間接路徑到達接收天線時,它們相位不同,并且會互相干擾。在模擬電視時代,多徑信號會產生圖像重影;同時無線電信號也會受到信號衰落和信噪比變化的影響。

  同樣,如果相互干擾存在于接收機之間,也將使接收信號惡化(圖3)。

  如果在其它的發射機和接收機都關閉的情況下,對發射機和接收機進行單獨測試,不可能得到實際的兼容性能。為了測量實際的兼容性能,一個Wi-Fi MIMO設備需要為每個發射機配備單獨的VSA(例如:一個NxN測試方案——圖4)。

  圖4有4個發射機的MIMO待測設備的NxN測試解決方案有著單獨的射頻輸入到單獨的測試裝置和矢量信號分析儀

  同樣,測試多個接收機也需要有獨立的信號源同時發送不同的數據包,這是一種價格昂貴的測試方案。

  Wi-Fi MIMO的單盒測試

  圖5一個單盒測試裝置連接一個多口測試適配器工作來實現在兩個發射機同時工作和發射信號時對Tx1和Tx2的信號選路以及分離

  有一種成本較低的MIMO測試的替代方案,采用單盒和創新的開關適配器(圖5)。這樣,可以讓所有的發射機同時發射數據,同時只允許一路信號進入到一個測試裝置的射頻輸入口和單獨的VSA。這個信號由于受到來自其他發射機信號的干擾,從而測得的此信號矢量誤差幅度(EVM)將會是實際值。連續依次選通每個發射機,當每一路發射信號處于可能的干擾下并工作在最大負荷下(如:所有的功放滿負荷工作)時,我們就可以測量每個發射機的EVM值。

  雖然這不是一個全面的NxN解決方案,速度也不快,但是這個測試過程可以找出不利的耦合問題,并且驗證發射機是否正常工作。

  另一種可選的發射機測試方法是使用一個單盒測試裝置來抓取所有DUT發射機發出的復合信號并測量此復合信號的EVM(圖6)。相對于連續測試,這種方法的分析更快捷。然而,它并不提供單發射機的EVM測量。

  圖6兩個發射機同時工作復合信號由合路器合成后輸入到單盒測試裝置

  復合信號的EVM,功率譜密度和幅度隨時間變化的情況可被用來判定是否所有的發射機工作正常。雖然它不能顯示是哪一個發射機不正常,但是這對于快速測量和測試質量的保證,已經是綽綽有余了。

  多端口適配器還能被用于接收機測試。這次是一個VSG信號同時傳送到DUT的所有接收端口(圖7)。

  圖7一個單一的信號發送到Rx1Rx2和Rx3接收機的靈敏度是可以預知的

  如果有偏差,這表明其中的一個或者多個存在問題;如果沒有偏差,可以認為全部是好的。誤包率(PER)測試在這里不起作用,因為即使一個接收機工作不正常,由于受到其他接收機的影響,PER也可能小于正常值。這個測試必須確保有相當高的靈敏度,在保證質量的前提下,是一種快速鑒別接收機是否工作的方法。

  成本和折衷

  隨著當今無線技術的發展,無線產品的產量很大并且價格低廉。這對價值鏈的開發者(如:芯片廠商和ODM廠商)產生了較大的壓力,他們會提出低成本但同時又能快速轉量產的解決方案。開發商不會花時間用時序分析儀器對他們設計產品進行測試。他們需要的是僅捕捉少量數據就能提供快速全面分析的測試系統。

  在確保產品質量方面,不需要去驗證設計,因為驗證設計是在研發階段就做好的。這里,測試僅是去找出由于生產而非設計上的原因所產生的不合格的產品。雖然沒有強制規定研發的測試架構要和生產的測試架構一樣,但是如果兩者有相同的平臺,這將有利于對發生的問題追根溯源,說不定這是個設計錯誤呢?可以查看以前的測試記錄,返回去尋找問題根源,而不必花很大精力在查找兩個或者多個測試架構之間的差異上面。

  毫無疑問,隨著MIMO的普及和數量的增加,減少測試時間和限制生產成本將一直貫穿于MIMO的研發和生產階段。

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