利用Ceyear4051信号/频谱分析仪对 IEEE802.

2019年04月18日

引言


中电科仪器仪表公司生产的Ceyear4051信号/频谱分析仪是国内高性能信号分析仪的代表作品,目前其频率覆盖范围最高已达67GHz,分析带宽达到500MHz,具备20多种分析功能选件。本文就Ceyear4051信号/频谱分析仪在无线通信信号测试应用中针对IEEE802.11a/g信号的解调测试做简单介绍。

 

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基本原理


IEEE802.11a/g标准信号采用分组协议数据单元(PPDU)进行传输,一个PPDU即为一个脉冲,PPDU帧格式内部包含了传输信号的调制方式、传输速率等众多信息,PPDU帧结构如图1所示。

 

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图1、IEEE802.11a帧结构

 

PPDU的结构包括PLCP(Physical Layer Convergence Procedure)前导、PLCP头、PSDU(Physical Sub-layer Data Unit)、尾比特和补零比特。PLCP前导:用于信号检测、频偏估计、信道估计等,由10个短训练符号和2个长训练符号构成。

 

PLCP 头:包括LENGTH(数据长度)、RATE(数据传输速率)、一个保留位、一个奇偶校验位、尾比特以及服务域,从调制的角度来看,LENGTH,RATE,保留位,奇偶校验位再附加6个尾比特组成了一个OFDM符号,命名为SIGNAL,SIGNAL传输时采用BPSK调制和1/2的编码效率。

 

PLCP头的服务域(SERVICE)以及PSDU(附加6个零的尾比特和填充比特)组成了数据段(DATA)。其中,信号域的速率以及长度位决定着数据域的比特率、调制方式、编码速率等一系列参数。

 

解调测试主要根据IEEE802.11a/g信号帧结构,对捕获的PPDU脉冲经过同步、信道估计等处理实现PCLP头的解析,得到数据的长度、调制方式等一系列调制参数,然后利用解析得到的调制参数实现数据段的解调,最后利用解调得到的测量信号与参考信号进行误差参数的计算。

 

功能特点


(1) 具备丰富的视图显示功能,包含时域搜索视图、时域波形视图、星座图、频谱图、误差矢量谱、增益不平衡vs.载波、正交误差vs.载波、误差表、符号表等9幅视图;

 

(2) 既可进行一键式自动测试,也可由用户进行手动设置,其子载波间隔、保护间隔、符号定时调整、解调类型、同步方式、均衡训练模式以及Evm阈值、频率偏移阈值等均可由用户手动修改;

 

(3) 误差表提供丰富的误差参数计算结果,包括Rms Evm、Peak Evm、导频Evm、数据域Evm、频率误差、原点偏移、正交误差、增益不平衡、平均突发功率、峰值突发功率、功率峰均比等误差参数,同时显示解析的调试方式、传输速率、符号个数、编码效率等调制参数。

 

测试步骤


(1) 首先进入IEEE802.11a解调测试功能界面,选择【模式】、【WLAN信号分析】,此时即进入WLAN信号分析界面。然后选定测试标准,选择【测量】、【802.11a/g】即选定了IEEE802.11a/g标准,同时测量功能选择【调制精度测试】。

 

(2) IEEE802.11a/g信号的传输采用脉冲形式,因此其解调测试首先是对其PPDU脉冲的捕获。选择【测量设置】、【测量时间】,然后【搜索长度】设置合适的值,由【显示】、【窗口类型】选择【时域搜索】窗口,观测时域搜索窗口,时域搜索长度必须确保大于一个完整PPDU脉冲。时域搜索视图如图2所示

 

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图2、时域搜索视图

 

(3) 其余设置采用默认设置即可进行自动解调,其解调界面如图3所示。

 

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图3、自动解调测试

 

(4) 选择【测量设置】、【测量时间】,通过对【测量间隔】、【测量偏移】、【分析长度】等进行设置,可以对PPDU脉冲进行选时分析。

 

(5) 选择【测量设置】、【高级设置】,通过设置【符号定时调整】,可以调整OFDM符号解调起始位置,从而避开OFDM符号间的码间干扰。

 

(6) 选择【测量设置】、【高级设置】、【导频跟踪】,可以对【幅度跟踪】、【相位跟踪】、【定时跟踪】进行设置。由于均衡器不够理想,不能随着PPDU脉冲长度的增加而变化,而通过对导频信号的幅度跟踪、相位跟踪、定时跟踪来修正数据子载波信号可以改善解调效果,

 

(7) 选择【测量设置】、【高级设置】、【均衡训练】,可以选择【同步训练序列】或【同步训练序列&数据】进行均衡。同步训练序列&数据均衡可以得到更加精确的信道估计,但处理方法更加复杂,默认均衡方式为采用同步训练序列均衡。

 

(8) 选择【测量设置】、【子载波】菜单,可以选择【全部】、【导频】、【单个】三种子载波选择分析模式,选定【全部】则分析全部子载波,选择【导频】则只分析导频子载波,选择【单个】则分析选定的单个子载波。子载波选择分析视图如图4所示。

 

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图4、子载波选择分析

 

(9) 选择【显示】、【窗口类型】,可以进行不同窗口切换,选择【正交误差vs.子载波】、【增益不平衡vs.子载波】,可以实现对每个子载波上的正交误差及增益不平衡进行分析。正交误差vs.子载波、增益不平衡vs.子载波视图如图5所示

 

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图5、正交误差及增益不平衡分析

 

(10) 选择【显示】、【窗口类型】,选择【误差表】、【符号表】,可以观测调制误差参数及解调码流。符号表及误差参数表如图6所示。

 

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图6、符号表及误差参数表

来源:深圳市首质诚科技有限公司

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