應對5G WiFi新一代無(wú)線(xiàn)測試的挑戰

802.11ac的一些新的特性使得測試這些產(chǎn)品出現新的挑戰，256QAM技術(shù)要求在接收和發(fā)射電路中有良好的矢量誤差（EVM）,在星座圖測量中要求也更為復雜、精確。矢量信號分析設備，安捷倫89600 VSA軟件提供了詳細分析802.11 ac信號矢量信號的分析，以便洞察其信號出錯情況，做出更好的調整和更改，同時(shí)還支持4x4的MIMO測量。

另一個(gè)測量挑戰出現在測量數字預失真（DPD），為了改善失真，需要產(chǎn)生和測量占用帶寬高出3-5倍帶寬范圍內的功率放大器的線(xiàn)性特征。安捷倫SystemVue W1716 DPD Builder軟件能夠提供一個(gè)自動(dòng)數字線(xiàn)性失真設計測試應用。該軟件產(chǎn)生一個(gè)激勵波形，下載到信號源，信號源產(chǎn)生的信號通過(guò)功率放大器后使用信號分析儀接受放大后的信號，并將信號解調出來(lái)，傳輸給測試電腦，軟件通過(guò)對比激勵波形和接收到的波形判斷失真情況，從而達到測量和分析功能。如下圖：

圖3. 數字預失真構建的系統配置圖

圖4. 數字預失真的實(shí)例

圖4顯示了一個(gè)802.11ac 80MHz信號經(jīng)過(guò)預失真的實(shí)例。綠色波形是發(fā)射的激勵信號，藍色波形是沒(méi)有經(jīng)過(guò)預失真處理的從功放輸出的信號，而紅色波形是經(jīng)過(guò)預失真的結果。

設計和研發(fā)中更具挑戰的是如何能產(chǎn)生和分析802.11ac這樣更寬的信號。尤其在考慮器件測量、發(fā)射機測量和接收機測量時(shí)，常常用到80MHz 和160MHz的寬帶信號。

由于許多RF信號發(fā)生器并不具有足夠高的采樣率，要達到最低2倍過(guò)采樣的基本要求，在產(chǎn)生80MHz帶寬信號時(shí)，由于混疊現象會(huì )在信號上產(chǎn)生“鬼影”。然而，采用合適的濾波器和對波形文件進(jìn)行過(guò)采樣這項技術(shù)，就能夠產(chǎn)生具有良好頻譜特性和EVM的80MHz的信號。使用Agilent N5182A MXG或者E4438C ESG信號發(fā)生器就能滿(mǎn)足以上需求。

要產(chǎn)生160MHz的信號，則要利用一個(gè)寬帶的任意波形發(fā)射器（AWG），如Agilent 81180A, M8190A, 或者M(jìn)9330A，利用它們產(chǎn)生模擬的I/Q信號，送到一個(gè)具有外部I/Q輸入端的矢量信號發(fā)生器，如Agilent MXG, ESG 或者E8267D PSG 進(jìn)行上變頻，然后通過(guò)RF頻率發(fā)射出來(lái)。同樣，利用這種方式也可以產(chǎn)生80+80 MHz的信號，即在兩個(gè)MXG或ESG里分別生成兩個(gè)80 MHz的信號，然后在合并在一起成為一個(gè)160MHz帶寬的RF信號。
而對于160MHz帶寬的信號分析，則可以使用Agilent 89600 VSA軟件配合Agilent N9030A PXA信號分析儀，M9392A PXI微波矢量分析模塊，M9202A PXI Digitizer，或者Agilent 示波器這些硬件前端進(jìn)行分析。M9392A可以分析的信號帶寬達到250 MHz， 而M9020A可以達到800MHz。 示波器可分析的信號帶寬則更寬，可以達到1GHz以上。這些寬帶分析儀能夠滿(mǎn)足數字預失真的測試應用，也就是通常意義上要求的測試信號的帶寬是被測信號帶寬的3到5倍。
對于MIMO設計的測試檢驗也是另一挑戰。MIMO功能性的優(yōu)劣取決于對802.11設備的設計功能要求。多信道信號的產(chǎn)生和分析有助于更加深入地了解MIMO設備的內在性能，并且可以幫助設計工程師進(jìn)行故障查找和設計檢驗等。

對于MIMO接收機的測試， Agilent 的SystemVue WLAN 仿真庫和信號波形產(chǎn)生軟件（Signal Studio） 都可以產(chǎn)生MIMO信號。在硬件平臺上，可以同步多臺Agilent MXG或者ESG信號源仿真MIMO發(fā)射機輸出多通道的信號。信道衰落的作用也可以包含在波形文件里，進(jìn)行仿真并提供給接收天線(xiàn)。對于MIMO發(fā)射機的測試，可以使用Agilent的Infiniium 或者Infiniivisiion 示波器配合89600B VSA分析軟件，可以分析多達4個(gè)信道的MIMO信號，具體包括每個(gè)信道的EVM和IQ測量結果，以及交叉矩陣，如頻率響應和信道特性等。Agilent 還提供了基于PXI系統的模塊化測試儀，包括M9392A PXI微波矢量測試模與M9202A數字處理模塊和下變頻模塊可以處理分析高達1GHz分析帶寬信號。

圖5.兩個(gè)信道-MIMO信號的測量結果

圖5顯示的是用Agilent 示波器和VSA軟件測試一個(gè)2-ch 802.11ac信號的結果。這個(gè)測試中的被測MIMO信號是用Signal Studio配合兩臺MXG信號源產(chǎn)生的。從圖上可以看到兩組信號流的EVM和IQ誤差（中下部的圖像）和頻道響應（左下部的圖像）同時(shí)顯示的結果。
結束語(yǔ)

隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)技術(shù)的發(fā)展，和人們對使用無(wú)線(xiàn)設備的體驗的持續要求，對無(wú)線(xiàn)本地網(wǎng)的連接，也提出同樣的要求：更快的速度和更寬的帶寬。滿(mǎn)足這些商業(yè)需求的同時(shí)，也增加對產(chǎn)品和保證規范各類(lèi)產(chǎn)品性能及互聯(lián)互通的國際標準的復雜性，對測試測量也提出了更高的挑戰。要讓VHT WLAN產(chǎn)品在主流市場(chǎng)上取得成功，綜合的考慮設計和測量能力是非常重要的。從系統仿真工具，到能夠支持80 和160 MHz信號帶寬和256QAM調制信號的產(chǎn)生和分析的測量?jì)x器，這些針對器件測量、發(fā)射機和接收機測量都非常重要。另外，以生產(chǎn)為設計指導方向的產(chǎn)品戰略將全面幫助企業(yè)達到降低測試成本、設計并生產(chǎn)出滿(mǎn)足商業(yè)用戶(hù)需求的高性?xún)r(jià)比的產(chǎn)品。