R&S公司推出WLAN新测试方案

首批支持新的WLAN标准IEEE802.11ac的智能手机很快将进入消费者手中，其允许用户体验更高的数据传输速率。尽管用户受益于此，这对于设备制造商却是一个挑战。新技术对所使用的部件提出了极高的要求。罗德与施瓦茨(R&S)公司的高、中档仪器都能支持IEEE802.11ac测量，为设备制造商的产品提供高性价比测量系统。

无线通信从根本上改变了人们在居所、办公场所和闲暇时间的生活。通过WLAN使用智能手机或平板电脑访问因特网正变得越来越寻常。这一趋势将持续，因为WLAN越来越多地被诸如电视机顶盒与电视机之类的设备所支持，移动无线网络运营商也指望WLAN降低其自身网络负载。对数据速率的需求也日益增加，例如，需要传输HD高清品质的视频或者使用云服务。

这些高数据速率要求更多的信号带宽，这只能在更高的频带中获取。因此，新的WLAN标准IEEE802.11ac也使用5GHz频带上的80MHz和160MHz带宽，使得数据速率可达数Gbit/s。在当前的WLAN标准IEEE802.11n中，带宽最高仍然只有40MHz，最大数据速率为600Mbit/s。

如果该频段内没有一个连续的160 MHz的频带，可以将两个80MHz的信道(信道捆绑)合并。两个80MHz的信道既可以分开合并，也可以连续合并。802.11ac标准中引入的其他功能包括高至256 QAM的更高阶调制，以及扩展支持多达8根天线的MIMO和多用户MIMO(Multi-user MIMO)技术。

高阶调制确保良好的信号质量

IEEE802.11ac标准不仅仅支持目前标准中所使用的调制方式(BPSK、QPSK、16QAM和64QAM)，也支持256 QAM调制。根据当前的信道质量，无线设备确定使用何种调制方式。如果信道质量在连接期间提高或降低，系统会选择更高阶或更低阶的调制方式。为了允许在5/6编码速率下进行256QAM的传输，IEEE规定误差矢量幅度(EVM)最多为-32 dB(2.5%)。对于64 QAM来说，可容忍的EVM为-27dB(4.4%)。

在多用户MIMO的情况下，由于信道的多径特性和使用波束赋形技术，WLAN交换机可以同时在相同频率下服务多个用户，每一用户都分配单个空分复用的数据流。使用单用户MIMO，发射机和接收机之间每一条新增的路径都会提高信噪比，从而增加单个独立的接收机的吞吐率。尽管多用户MIMO提升了整体系统容量，每增加一个空间数据流导致更高的噪声水平(即降低信噪比)。特别注意的是，如需对256 QAM信号进行解调，则要保证EVM低于-32dB。

频率响应需求也更高。在发射机端和接收机端，需要在一个带宽区间内具有恒定的频率响应，该信号带宽四倍于 802.11n标准。不理想的幅频和相频响应会导致更高的EVM--使高阶调制(例如在256QAM的情况下)传输更困难。

数字预失真不补偿非线性效应

为了满足这些需求，诸如放大器和混频器之类的部件在一定频带范围内必须具有较低的固有噪声，且具有线性特征。尽管噪声成分不能从信号中移除，数字预失真可以对非线性效应做出补偿。放大器制造商必须在保持设备电池低能耗，限制非线性效应以及相关信号质量下降之间做出折中。在较高的功率范围内，可以达到高效率。同时，非线性效应使得1dB的增益压缩点性能恶化。然而，通过对器件的非线性进行测量、建模可以在数字域补偿这些效应。在放大器之前，信号被数字预失真，即与放大器的失真特性相反的函数作用在数字基带上。在放大器之后，放大器消除失真和预失真。其结果为线性放大信号。

IEEE 802.11ac所要求的测试是之前标准的测试的扩展。发射机测试包括发射频谱模板、频谱平坦度、发射中心频率和调制精确度的测试。在接收机端，主要测试为接收机最小输入灵敏度、邻道选择性、非邻道选择性、接收机最大输入电平和空闲信道评估(CCA)灵敏度测试。802.11ac部件(例如放大器、转换器或芯片组)的开发者和制造商需要使用信号源和分析仪，其在5GHz频带下提供至少160MHz的I/O调制和分析带宽。

R&S测试解决方案

R&S公司提供了从研发、生产以及各种实验室应用认证等测试解决方案。

新一代R&S SMBV100A矢量信号发生器和R&S FSV信号与频谱仪是该项任务的理想选择。SMBV100A是世界上首台能够自身在160MHz射频带宽下生成WLAN信号的矢量信号发生器，即，无需额外的设备或者外接PC。将R&S SMBV100A和R&S FSV组合可以使得各种发射机和接收机测量简单易行。所有所需信号的生成和分析功能都包括其中，可以手动执行，或者使用程序控制。

R&S SMBV100A提供了一系列的功能：不同WLAN信号(802.11 a/b/g/n/ac)的不同突发数据可以使用帧块配置混合--例如，802.11ac规定的160MHz突发数据可以和IEEE 802.11 n和802.11 ac信号混合发射，以模拟某个访问节点可能发生的WLAN业务流。对于MIMO测试来说，最多可以支持8根天线;对于静态传输信道模拟测试来说，SMBV可以计算出每根发射天线的信号，把这些信号经过一定的幅度和相位延迟处理后，再进行数字叠加，直接模拟出到达每根接收机天线端的信号。高斯白噪声可以叠加到信号中，模拟接收机射频端噪声。

该功能与802.11ac信号的信号发生器的高质量信号的需求吻合。在5.7GHz的频带下，160MHz带宽的信号在256QAM调制方式下误差矢量幅度极佳，只有-47dB。R&S SMBV100A也具有卓越的平坦性频率响应，在160MHz带宽下只有0.2dB。

为了分析802.11ac信号，R&S FSV运行诸如杂散带外发射、邻信道泄露比以及全面的调制参数时域测量之类的频谱测量。用户可以轻而易举地在各种测量模式之间切换，并且以图表的形式显示关键结果。触摸屏使得操作简单，特别是当用户改变视角或者需要修改任何测试参数的时候。

802.11ac工作在5GHz频段上，然而，5.25～5.35GHz和5.47～5.725GHz是全球雷达系统的工作频段，为了避免工作在5GHz频段的无线通信设备对雷达系统造成干扰，各国对这些设备的要求除了功率、频谱等常规项目以外，还特别增加了对动态频率选择(DFS：Dynamic Frequency Selection)特性的要求。SMBV和FSV也提供了DFS这一测试应用解决方案。

R&S FSV和R&S SMBV100A是用于开发和生产基站、移动电话和放大器的通用仪器。更大带宽的进一步应用进而在LTE Advanced中可以得到，在LTE Advanced带宽最高为100MHz，可以进行测试多标准基站带宽放大器的载波聚合或者预失真测试，并且进行宽带脉冲测量。

此外，无线综合测试仪CMW500/280/270也能支持802.11ac的测试方案，大大降低了生产测试成本以及提升了生产测试效率。基于综测仪R&S CMW500的测量方案可以使用单台综测仪完成对802.11ac待测件的发射机和接收机的测量，极大的简化了测量的复杂程度。对于终端的研发和生产尤为方便。802.11ac选件可以在原来CMW500/280/270非信令仪表上进行软件升级，无需添加硬件，这也给客户带来的极大的便利。

无线综合测试仪R&S CMW是目前最为先进的宽带测试仪，不仅能支持测试蜂窝通讯2G、3G、以及LTE和LTE-A的无线终端，还支持非蜂窝通讯WiFi、蓝牙、FM、GPS等终端产品，针对WiFi产品，测试能力覆盖非信令校准与验证测试、信令验证测试，以及应用层面的E2E数据测试等。

在各大运营商、设备厂商的推动下，未来的WiFi设备将逐渐升级为802.11ac。设备生产厂商需要能支持802.11ac的测量仪器，罗德与施瓦茨公司提供全面的测试解决方案，同时支持WiFi和蜂窝移动通信系统，能从射频、信令和应用测试等各个方面对WiFi进行全面的测试。