- Wi-Fi MIMO 802.11n的优势和面临的挑战

来源:litepoint 作者:litepoint2013年07月09日 18:10
[导读] 多年来,多径接收是一项避免使用或者用来作补偿使用的技术,这是因为当电磁波以直接或间接路径到达接收天线时,它们相位不同,并且会互相干扰。在模拟电视时代,多径信号会产生图像重影;同时无线电信号也会受到信号衰落和信噪比变化的影响。

  同样,如果相互干扰存在于接收机之间,也将使接收信号恶化(图3)。

  如果在其它的发射机和接收机都关闭的情况下,对发射机和接收机进行单独测试,不可能得到实际的兼容性能。为了测量实际的兼容性能,一个Wi-Fi MIMO设备需要为每个发射机配备单独的VSA(例如:一个NxN测试方案——图4)。

  图4有4个发射机的MIMO待测设备的NxN测试解决方案有着单独的射频输入到单独的测试装置和矢量信号分析仪

  同样,测试多个接收机也需要有独立的信号源同时发送不同的数据包,这是一种价格昂贵的测试方案。

  Wi-Fi MIMO的单盒测试

  图5一个单盒测试装置连接一个多口测试适配器工作来实现在两个发射机同时工作和发射信号时对Tx1和Tx2的信号选路以及分离

  有一种成本较低的MIMO测试的替代方案,采用单盒和创新的开关适配器(图5)。这样,可以让所有的发射机同时发射数据,同时只允许一路信号进入到一个测试装置的射频输入口和单独的VSA。这个信号由于受到来自其他发射机信号的干扰,从而测得的此信号矢量误差幅度(EVM)将会是实际值。连续依次选通每个发射机,当每一路发射信号处于可能的干扰下并工作在最大负荷下(如:所有的功放满负荷工作)时,我们就可以测量每个发射机的EVM值。

  虽然这不是一个全面的NxN解决方案,速度也不快,但是这个测试过程可以找出不利的耦合问题,并且验证发射机是否正常工作。

  另一种可选的发射机测试方法是使用一个单盒测试装置来抓取所有DUT发射机发出的复合信号并测量此复合信号的EVM(图6)。相对于连续测试,这种方法的分析更快捷。然而,它并不提供单发射机的EVM测量。

  图6两个发射机同时工作复合信号由合路器合成后输入到单盒测试装置

  复合信号的EVM,功率谱密度和幅度随时间变化的情况可被用来判定是否所有的发射机工作正常。虽然它不能显示是哪一个发射机不正常,但是这对于快速测量和测试质量的保证,已经是绰绰有余了。

  多端口适配器还能被用于接收机测试。这次是一个VSG信号同时传送到DUT的所有接收端口(图7)。

  图7一个单一的信号发送到Rx1Rx2和Rx3接收机的灵敏度是可以预知的

  如果有偏差,这表明其中的一个或者多个存在问题;如果没有偏差,可以认为全部是好的。误包率(PER)测试在这里不起作用,因为即使一个接收机工作不正常,由于受到其他接收机的影响,PER也可能小于正常值。这个测试必须确保有相当高的灵敏度,在保证质量的前提下,是一种快速鉴别接收机是否工作的方法。

  成本和折衷

  随着当今无线技术的发展,无线产品的产量很大并且价格低廉。这对价值链的开发者(如:芯片厂商和ODM厂商)产生了较大的压力,他们会提出低成本但同时又能快速转量产的解决方案。开发商不会花时间用时序分析仪器对他们设计产品进行测试。他们需要的是仅捕捉少量数据就能提供快速全面分析的测试系统。

  在确保产品质量方面,不需要去验证设计,因为验证设计是在研发阶段就做好的。这里,测试仅是去找出由于生产而非设计上的原因所产生的不合格的产品。虽然没有强制规定研发的测试架构要和生产的测试架构一样,但是如果两者有相同的平台,这将有利于对发生的问题追根溯源,说不定这是个设计错误呢?可以查看以前的测试记录,返回去寻找问题根源,而不必花很大精力在查找两个或者多个测试架构之间的差异上面。

  毫无疑问,随着MIMO的普及和数量的增加,减少测试时间和限制生产成本将一直贯穿于MIMO的研发和生产阶段。

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