加快誤碼率測試的置信度和精度估算方法

在無(wú)線(xiàn)系統誤碼率測試中，通過(guò)在測試前進(jìn)行置信度和精度估算，可以提高測試結果的可靠性并縮短測試時(shí)間，本文介紹加快誤碼率測試的置信度和精度估算方法。

大多數工程技術(shù)人員對于術(shù)語(yǔ)“誤碼率”(誤碼率)及相關(guān)測試非常熟悉。誤碼率測試本質(zhì)上就是輸出一個(gè)已知的數據位流給被測設備，然后捕獲并分析從被測設備返回的數據流。為了使不同儀器有相同的測試結果，常常應用一種特別的偽隨機序列，這是一種源于通訊工業(yè)定義的標準。

在當今通訊世界中，電話(huà)與諸如無(wú)線(xiàn)數據等其它工業(yè)普遍受到關(guān)注。無(wú)線(xiàn)通訊自身充滿(mǎn)變化，并包含了許多分支技術(shù)，如點(diǎn)對點(diǎn)微波通訊、衛星通訊、無(wú)線(xiàn)電頻率廣播和手機的“雙向”通訊。

幾個(gè)不同于誤碼率測試的儀表進(jìn)入了各種技術(shù)領(lǐng)域，用于測量相關(guān)系統或部件的性能。如協(xié)議分析儀，是一種專(zhuān)用的測試手段，不具有通用性，但可以簡(jiǎn)潔而有效地測試誤碼率。

而且，工程師們設計無(wú)線(xiàn)系統時(shí)，需要一種快速、精確的方法模擬基本的無(wú)線(xiàn)通訊通道干擾(如噪聲和衰減)并驗證所設計的產(chǎn)品在這種環(huán)境下的性能。評價(jià)一套獨特的無(wú)線(xiàn)系統是非常復雜的工作，如果把所有當今使用的數字調制方案都考慮上就尤其復雜。

對于無(wú)線(xiàn)系統，不但需要測試誤碼長(cháng)度，而且要關(guān)注什么樣的背景噪聲造成了如此多的誤碼。因此，無(wú)線(xiàn)測試通常要求評價(jià)誤碼率與不同水平的模擬背景噪聲對應關(guān)系，噪聲由Eb/No(每位能量比噪聲密度)或者位信噪比表示。

應用AWGN(附加白高斯噪聲)到無(wú)線(xiàn)設備中，可以產(chǎn)生表示“BER - Eb/No“曲線(xiàn)：通常叫瀑布曲線(xiàn)(water curves)。瀑布曲線(xiàn)表示了誤碼率BER與不斷降低的背景噪聲之間的關(guān)系。瀑布曲線(xiàn)圖是最終測試結果，是比較無(wú)線(xiàn)系統性能的重要因素。

負責任的工程師，他們最直接的目標是有效地產(chǎn)生測試結果，并進(jìn)行可信的比較。因此，理解噪聲干擾的可能分布可以有效地執行測試工作。簡(jiǎn)單地說(shuō)，他可以在可接受的測試時(shí)間和期望的置信水平和精度水平之間作出折衷選擇。當測試完成，測試的置信度和精度可應用到瀑布曲線(xiàn)，因此這條曲線(xiàn)可用于可信的定量比較。

本文通過(guò)分析此類(lèi)測試所面臨的問(wèn)題，詳細描述了當今測試的需求，同時(shí)闡述了Fastbit FB100A誤碼率測試儀和FB200A噪聲發(fā)生和通道干擾模擬器作為測試測量?jì)x器的重要性能。

一個(gè)通訊通道模型

在所有實(shí)際案例中，無(wú)線(xiàn)通訊系統可以劃分為一些簡(jiǎn)單的模塊。我們給出這個(gè)模型的框圖，并解釋FB100A誤碼測試儀如何進(jìn)行測試。信息的來(lái)源是一個(gè)人在講話(huà)或是一串字符。傳感器將此信息轉換為計算機或處理器可處理的電信號。這種基本的形式就是位或二進(jìn)制數字。

顯然，一串未定義的數據流并不能代表信息的傳送。還需要一套規則，將基本的可識別語(yǔ)音詞匯或字符串轉換為可識別的數據流。這是源編碼器的基本功能，也是通常無(wú)線(xiàn)通訊工程師工作的起點(diǎn)。

一旦工程師知道了信息的類(lèi)別和形式(即信息源和源編碼的方法)，他就要估算傳送通道所傳送的信息可能受到損害以及損害的程度。這就是誤碼測試優(yōu)于其它測試方法的地方。簡(jiǎn)而言之，工程師的工作是為給定的通信通道的信息源測量誤碼或誤碼率，并為電路設計合適的編碼/解碼器和調制/解調器，或想辦法減少這些誤碼。

誤碼率測試和FB100A儀表

用于無(wú)線(xiàn)數據通訊測試的Fastbit系列產(chǎn)品支持串行和并行通訊、可編寫(xiě)4M字節數據字流、附加4M字節可編寫(xiě)的內存用于打包數據或幀結構數據。 FB100A為研發(fā)工程師設計，它不適用于低端誤碼測試和野外協(xié)議分析驗證。FB100A中中包含的功能，如測試包和幀誤碼的測試能力、用于定義和分析長(cháng)序列的大內存空間，使得它不能與低端的BER測試設備進(jìn)行價(jià)格上的競爭。FB100A的可編程能力使得它對研發(fā)工程師非常有價(jià)值，因為它不被限定在某一特定協(xié)議。FB100A并不是設計用來(lái)替代某一專(zhuān)用試驗室協(xié)議分析儀，也不能替代昂貴的、高速(Gbs)的(例如SONET系統開(kāi)發(fā)實(shí)驗室所需的)誤碼測試。FB100A 可提供100Mbs的串行數據流和高達160Mbs的并行數據流。因此FB100A是那些需要靈活性和高性能但預算緊張的實(shí)驗室工程師們的理想選擇。

多數低端誤碼測試儀只把數據流發(fā)生器作為從屬功能，即使有內存也很小-只能用于PRBS(偽隨機碼)串行數據流的產(chǎn)生和分析。多數協(xié)議分析儀正如它的名字- 只能產(chǎn)生和分析某一特定的序列。FB100A在這方面提供了杰出的性能，無(wú)論用戶(hù)自定義的序列，還是儀器提供的各種標準PRBS序列，它的 INSTALOK同步技術(shù)可提供數據位流的快速同步和誤碼分析。

FB100A獨有的INSTALOK技術(shù)包含了快速的兩步處理，無(wú)論PRBS數據流是否被植入幀結構的有效載荷，都可提供特殊幀結構頭部同步和快速PRBS數據流同步。而且，PRBS數據流將在第一個(gè)幀結構頭部終點(diǎn)(即第一幀有效載荷的起點(diǎn))開(kāi)始，在幀結構有效載荷終點(diǎn)終止，使得下一幀結構頭部無(wú)縫地連續發(fā)射，然后在這一幀的有效載荷部分繼續從上次終止點(diǎn)傳送 PRBS序列。這樣，完整的PRBS序列可以在幀結構中被傳送，完全沒(méi)有早期的BER測試中的限制。因此，實(shí)現了簡(jiǎn)單的設置和測試，避免了其它儀器遇到的復雜問(wèn)題，如設計和加裝外部邏輯電路或子系統等。

FB100A的INSTALOK技術(shù)另一個(gè)獨有的功能是它提供字(字節寬度的信息)和字塊誤碼率測試。當字代表幀結構頭部，在頭部中的所有位都被忽略，從而可以模擬協(xié)議中幀結構頭部masking功能。在并行數據傳輸中，字的每一位可以被編程并看作一個(gè)單獨的通道，誤碼測試可針對字或8個(gè)通道中的任意一個(gè)。因此，無(wú)論被分析的數據是數據位流、字節寬度的字、字塊還是幀和幀結構頭部，都可進(jìn)行全面和精確的誤碼率測試。