技術(shù)

利用Ceyear4051信號/頻譜分析儀對 IEEE802.11a/g信號進(jìn)行解調(diào)測試

2019-04-16 來源：中電儀器作者：韓翔字號：大中小

引言

中電科儀器儀表公司生產(chǎn)的Ceyear4051信號/頻譜分析儀是國內(nèi)高性能信號分析儀的代表作品，目前其頻率覆蓋范圍最高已達(dá)67GHz，分析帶寬達(dá)到500MHz，具備20多種分析功能選件。本文就Ceyear4051信號/頻譜分析儀在無線通信信號測試應(yīng)用中針對IEEE802.11a/g信號的解調(diào)測試做簡單介紹。

基本原理

IEEE802.11a/g標(biāo)準(zhǔn)信號采用分組協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PPDU)進(jìn)行傳輸，一個PPDU即為一個脈沖，PPDU幀格式內(nèi)部包含了傳輸信號的調(diào)制方式、傳輸速率等眾多信息，PPDU幀結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1、IEEE802.11a幀結(jié)構(gòu)

PPDU的結(jié)構(gòu)包括PLCP（Physical Layer Convergence Procedure）前導(dǎo)、PLCP頭、PSDU（Physical Sub-layer Data Unit）、尾比特和補零比特。PLCP前導(dǎo)：用于信號檢測、頻偏估計、信道估計等，由10個短訓(xùn)練符號和2個長訓(xùn)練符號構(gòu)成。

PLCP 頭：包括LENGTH(數(shù)據(jù)長度)、RATE(數(shù)據(jù)傳輸速率)、一個保留位、一個奇偶校驗位、尾比特以及服務(wù)域，從調(diào)制的角度來看，LENGTH，RATE，保留位，奇偶校驗位再附加6個尾比特組成了一個OFDM符號，命名為SIGNAL，SIGNAL傳輸時采用BPSK調(diào)制和1/2的編碼效率。

PLCP頭的服務(wù)域（SERVICE）以及PSDU(附加6個零的尾比特和填充比特)組成了數(shù)據(jù)段(DATA)。其中，信號域的速率以及長度位決定著數(shù)據(jù)域的比特率、調(diào)制方式、編碼速率等一系列參數(shù)。

解調(diào)測試主要根據(jù)IEEE802.11a/g信號幀結(jié)構(gòu)，對捕獲的PPDU脈沖經(jīng)過同步、信道估計等處理實現(xiàn)PCLP頭的解析，得到數(shù)據(jù)的長度、調(diào)制方式等一系列調(diào)制參數(shù)，然后利用解析得到的調(diào)制參數(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)段的解調(diào)，最后利用解調(diào)得到的測量信號與參考信號進(jìn)行誤差參數(shù)的計算。

功能特點

（1）具備豐富的視圖顯示功能，包含時域搜索視圖、時域波形視圖、星座圖、頻譜圖、誤差矢量譜、增益不平衡vs.載波、正交誤差vs.載波、誤差表、符號表等9幅視圖；

（2）既可進(jìn)行一鍵式自動測試，也可由用戶進(jìn)行手動設(shè)置，其子載波間隔、保護間隔、符號定時調(diào)整、解調(diào)類型、同步方式、均衡訓(xùn)練模式以及Evm閾值、頻率偏移閾值等均可由用戶手動修改；

（3）誤差表提供豐富的誤差參數(shù)計算結(jié)果，包括Rms Evm、Peak Evm、導(dǎo)頻Evm、數(shù)據(jù)域Evm、頻率誤差、原點偏移、正交誤差、增益不平衡、平均突發(fā)功率、峰值突發(fā)功率、功率峰均比等誤差參數(shù)，同時顯示解析的調(diào)試方式、傳輸速率、符號個數(shù)、編碼效率等調(diào)制參數(shù)。

測試步驟

（1）首先進(jìn)入IEEE802.11a解調(diào)測試功能界面，選擇【模式】、【W(wǎng)LAN信號分析】，此時即進(jìn)入WLAN信號分析界面。然后選定測試標(biāo)準(zhǔn)，選擇【測量】、【802.11a/g】即選定了IEEE802.11a/g標(biāo)準(zhǔn)，同時測量功能選擇【調(diào)制精度測試】。

（2） IEEE802.11a/g信號的傳輸采用脈沖形式，因此其解調(diào)測試首先是對其PPDU脈沖的捕獲。選擇【測量設(shè)置】、【測量時間】,然后【搜索長度】設(shè)置合適的值，由【顯示】、【窗口類型】選擇【時域搜索】窗口，觀測時域搜索窗口，時域搜索長度必須確保大于一個完整PPDU脈沖。時域搜索視圖如圖2所示

圖2、時域搜索視圖

（3）其余設(shè)置采用默認(rèn)設(shè)置即可進(jìn)行自動解調(diào)，其解調(diào)界面如圖3所示。

圖3、自動解調(diào)測試

（4）選擇【測量設(shè)置】、【測量時間】，通過對【測量間隔】、【測量偏移】、【分析長度】等進(jìn)行設(shè)置，可以對PPDU脈沖進(jìn)行選時分析。

（5）選擇【測量設(shè)置】、【高級設(shè)置】，通過設(shè)置【符號定時調(diào)整】，可以調(diào)整OFDM符號解調(diào)起始位置，從而避開OFDM符號間的碼間干擾。

（6）選擇【測量設(shè)置】、【高級設(shè)置】、【導(dǎo)頻跟蹤】，可以對【幅度跟蹤】、【相位跟蹤】、【定時跟蹤】進(jìn)行設(shè)置。由于均衡器不夠理想，不能隨著PPDU脈沖長度的增加而變化，而通過對導(dǎo)頻信號的幅度跟蹤、相位跟蹤、定時跟蹤來修正數(shù)據(jù)子載波信號可以改善解調(diào)效果，

（7）選擇【測量設(shè)置】、【高級設(shè)置】、【均衡訓(xùn)練】，可以選擇【同步訓(xùn)練序列】或【同步訓(xùn)練序列&數(shù)據(jù)】進(jìn)行均衡。同步訓(xùn)練序列&數(shù)據(jù)均衡可以得到更加精確的信道估計，但處理方法更加復(fù)雜，默認(rèn)均衡方式為采用同步訓(xùn)練序列均衡。

（8）選擇【測量設(shè)置】、【子載波】菜單，可以選擇【全部】、【導(dǎo)頻】、【單個】三種子載波選擇分析模式，選定【全部】則分析全部子載波，選擇【導(dǎo)頻】則只分析導(dǎo)頻子載波，選擇【單個】則分析選定的單個子載波。子載波選擇分析視圖如圖4所示。