技術(shù)文章 | 峰值功率計(jì)在Wi-Fi 6 &7 設(shè)備功率測試中的應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2024-08-07 15:04:55 熱度:1226
8/07/2024,光纖在線訊,首先我們來了解下什么是Wi-Fi 6 & 7,Wi-Fi 7 是 新一代的Wi-Fi 標(biāo)準(zhǔn)。相對(duì)于上一代的Wi-Fi 6 /6E,帶來了更快的數(shù)據(jù)傳輸速率。下面的表格總結(jié)了他們之間的主要區(qū)別:
發(fā)射設(shè)備功率測試:CCDF
對(duì)于數(shù)字調(diào)制信號(hào),信號(hào)在時(shí)域的表現(xiàn)形式一般為類噪聲信號(hào),工程師往往用信號(hào)的峰值/均值功率比(峰均比 PAPR),也就是峰值因子(Crest Factor,以下簡稱CF),來評(píng)估信號(hào)的調(diào)制結(jié)果,及例如濾波器和放大器等關(guān)鍵器件的性能指標(biāo)。CF可以在時(shí)域或者頻域測量中得到。由于信號(hào)的峰值功率分布為隨機(jī)性,所用測量設(shè)備的采樣速率大小,會(huì)對(duì)測試結(jié)果有很大的影響。采樣率越高,對(duì)應(yīng)的時(shí)域分辨率越高,峰值功率的采樣也就越準(zhǔn)確。
圖 1 Wi-Fi 信號(hào)功率峰均比
在研發(fā)中,工程師還常常關(guān)心不同幅度隨時(shí)間的分布函數(shù),稱為CCDF(互補(bǔ)累計(jì)分布函數(shù))。CCDF用來評(píng)估OFDM調(diào)制的多載波系統(tǒng)的峰值功率特性。下圖是Wi-Fi 6信號(hào)的CCDF測量結(jié)果,橫軸代表的是超過均值功率的dB值,縱坐標(biāo)代表的是功率值出現(xiàn)的概率。
圖 2 輸入/輸出雙通道CCDF測量結(jié)果
CCDF和CF的測試,常用到頻譜分析儀或者示波器。但對(duì)于像Wi-Fi這樣頻率高、帶寬寬的信號(hào),上述方法的測試成本太高。并且受限于頻譜分析儀的中頻采樣率,以及實(shí)際應(yīng)用中對(duì)多通道的并行測試要求(輸入/輸出功率監(jiān)測,或者多天線設(shè)備的功率測量),因此采用高性價(jià)比的寬帶峰值功率計(jì),成為了研發(fā)和產(chǎn)線應(yīng)用的首選。
時(shí)域脈沖參數(shù)測試
Wi-Fi信號(hào)的數(shù)據(jù)包采用時(shí)域slot發(fā)射模式,也就是脈沖調(diào)制波形。通過測量Wi-Fi的時(shí)域脈沖波形參數(shù),可以驗(yàn)證數(shù)據(jù)包的傳輸時(shí)間,功率變化,波形失真等。對(duì)于Wi-Fi信號(hào)的時(shí)域脈沖參數(shù)測試,可以使用寬帶峰值功率計(jì)測量。
常見的脈沖參數(shù)包括時(shí)間參數(shù)和功率參數(shù),如下圖所示的單脈沖包絡(luò)的參數(shù)定義,這些參數(shù)特別對(duì)于研發(fā)階段,對(duì)優(yōu)化Wi-Fi發(fā)射單元器件特性,編碼方式等都有重要的指導(dǎo)意義。安立公司在峰值功率計(jì)測量中,加入了脈沖參數(shù)自動(dòng)測量功能,主要的脈沖參數(shù)測量結(jié)果以列表方式給出。
圖 3脈沖參數(shù)定義
圖4 MA244xxA 時(shí)域脈沖參數(shù)測量
由于發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率會(huì)隨著工作溫度升高而降低。在評(píng)估Wi-Fi發(fā)射機(jī)多數(shù)據(jù)包發(fā)送的功率一致性,也采用時(shí)域脈沖功率測量,測量多個(gè)周期的相對(duì)發(fā)射功率變化。
安立的功率測量軟件提供可視化的脈沖測量結(jié)果顯示,并可自動(dòng)測量多個(gè)脈沖周期的發(fā)射功率變化。如下圖測試結(jié)果,功率測量軟件自動(dòng)檢測到14個(gè)脈沖信號(hào),并自動(dòng)測量出這些脈沖信號(hào)功率和時(shí)間參數(shù),從而分析發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率一致性。
圖 5 Wi-Fi數(shù)據(jù)包功率一致性測試
安立MA244xxA寬帶峰值功率計(jì)
安立MA24406A/24408A系列寬帶峰值功率計(jì),具備寬帶195MHz/165MHz VBW,以及高達(dá)10GS/s 的有效采樣率(重復(fù)隨機(jī)采樣),達(dá)到了100ps的時(shí)間分辨率,使得峰值功率捕獲效率更高,測試精度更高。特別適合Wi-Fi 6 ,以及Wi-Fi 7信號(hào)的功率測試。
圖 6 MA244xxA系列寬帶峰值功率計(jì)
峰值功率計(jì)的VBW帶寬決定了功率測量的響應(yīng)速度,即檢波器的上升時(shí)間。對(duì)于幅度快速變化信號(hào),VBW越大,功率測量精度越高。同樣對(duì)于數(shù)字調(diào)制信號(hào)的峰均比以及CCDF測量,大VBW帶寬能夠保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。
MA244xxA采用USB接口和PC連接,在一臺(tái)電腦上實(shí)現(xiàn)多通道的并行功率測試。從而實(shí)現(xiàn)研發(fā),以及產(chǎn)線的多通道測試需求。MA244xxA配套功率分析軟件,功能豐富,操作靈活。不僅具備脈沖的時(shí)域波形以及CCDF測量,同時(shí)支持脈沖識(shí)別和脈沖參數(shù)自動(dòng)測量。
圖7 MA244xxA Wi-Fi 6e, 80MHz BW 測試結(jié)果。時(shí)域功率,CF測量(上),CCDF測量(下)
圖8 脈沖參數(shù)自動(dòng)測量
MA244xxA 內(nèi)部采樣率為100MSa/s,而通過隨機(jī)重復(fù)采樣技術(shù),采樣率可以達(dá)到10GSa/s,對(duì)應(yīng)的時(shí)間分辨率可達(dá)100ps,以及最快上升時(shí)間可達(dá)3ns (MA24406A)。
支持最多8通道擴(kuò)展和同時(shí)測量,得益于100ps的超高時(shí)間分辨率,MA244xxA能夠在通道間自動(dòng)補(bǔ)時(shí)間延時(shí),使得每個(gè)通道的時(shí)間測量參考點(diǎn)位置相同。
圖 9 雙通道間自動(dòng)de-skew
選型指南
· 適合2.4GHz和5GHz頻率場景
· 適合2.4GHz和5GHz 頻率場景
· 適合非320MHz帶寬應(yīng)用場景
來源:安立通訊 作者:劉韜
關(guān)于安立
安立公司是一家擁有120多年歷史的創(chuàng)新通信解決方案供應(yīng)商。公司的測試和測量解決方案包括無線、光通信、微波/射頻和數(shù)字儀器,支持了系統(tǒng)以及研發(fā)、制造、安裝和維護(hù)的解決方案。安立還為通信產(chǎn)品和系統(tǒng)提供精密微波/射頻元件、光器件和高速器件。安立通過增加用于網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控和優(yōu)化的多維服務(wù)保證解決方案為現(xiàn)有和下一代有線和無線通信系統(tǒng)以及服務(wù)供應(yīng)商提供完整的解決方案。安立業(yè)務(wù)遍布 90 多個(gè)國家,擁有約4,000名員工。
發(fā)射設(shè)備功率測試:CCDF
對(duì)于數(shù)字調(diào)制信號(hào),信號(hào)在時(shí)域的表現(xiàn)形式一般為類噪聲信號(hào),工程師往往用信號(hào)的峰值/均值功率比(峰均比 PAPR),也就是峰值因子(Crest Factor,以下簡稱CF),來評(píng)估信號(hào)的調(diào)制結(jié)果,及例如濾波器和放大器等關(guān)鍵器件的性能指標(biāo)。CF可以在時(shí)域或者頻域測量中得到。由于信號(hào)的峰值功率分布為隨機(jī)性,所用測量設(shè)備的采樣速率大小,會(huì)對(duì)測試結(jié)果有很大的影響。采樣率越高,對(duì)應(yīng)的時(shí)域分辨率越高,峰值功率的采樣也就越準(zhǔn)確。
圖 1 Wi-Fi 信號(hào)功率峰均比
在研發(fā)中,工程師還常常關(guān)心不同幅度隨時(shí)間的分布函數(shù),稱為CCDF(互補(bǔ)累計(jì)分布函數(shù))。CCDF用來評(píng)估OFDM調(diào)制的多載波系統(tǒng)的峰值功率特性。下圖是Wi-Fi 6信號(hào)的CCDF測量結(jié)果,橫軸代表的是超過均值功率的dB值,縱坐標(biāo)代表的是功率值出現(xiàn)的概率。
圖 2 輸入/輸出雙通道CCDF測量結(jié)果
CCDF和CF的測試,常用到頻譜分析儀或者示波器。但對(duì)于像Wi-Fi這樣頻率高、帶寬寬的信號(hào),上述方法的測試成本太高。并且受限于頻譜分析儀的中頻采樣率,以及實(shí)際應(yīng)用中對(duì)多通道的并行測試要求(輸入/輸出功率監(jiān)測,或者多天線設(shè)備的功率測量),因此采用高性價(jià)比的寬帶峰值功率計(jì),成為了研發(fā)和產(chǎn)線應(yīng)用的首選。
時(shí)域脈沖參數(shù)測試
Wi-Fi信號(hào)的數(shù)據(jù)包采用時(shí)域slot發(fā)射模式,也就是脈沖調(diào)制波形。通過測量Wi-Fi的時(shí)域脈沖波形參數(shù),可以驗(yàn)證數(shù)據(jù)包的傳輸時(shí)間,功率變化,波形失真等。對(duì)于Wi-Fi信號(hào)的時(shí)域脈沖參數(shù)測試,可以使用寬帶峰值功率計(jì)測量。
常見的脈沖參數(shù)包括時(shí)間參數(shù)和功率參數(shù),如下圖所示的單脈沖包絡(luò)的參數(shù)定義,這些參數(shù)特別對(duì)于研發(fā)階段,對(duì)優(yōu)化Wi-Fi發(fā)射單元器件特性,編碼方式等都有重要的指導(dǎo)意義。安立公司在峰值功率計(jì)測量中,加入了脈沖參數(shù)自動(dòng)測量功能,主要的脈沖參數(shù)測量結(jié)果以列表方式給出。
圖 3脈沖參數(shù)定義
圖4 MA244xxA 時(shí)域脈沖參數(shù)測量
由于發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率會(huì)隨著工作溫度升高而降低。在評(píng)估Wi-Fi發(fā)射機(jī)多數(shù)據(jù)包發(fā)送的功率一致性,也采用時(shí)域脈沖功率測量,測量多個(gè)周期的相對(duì)發(fā)射功率變化。
安立的功率測量軟件提供可視化的脈沖測量結(jié)果顯示,并可自動(dòng)測量多個(gè)脈沖周期的發(fā)射功率變化。如下圖測試結(jié)果,功率測量軟件自動(dòng)檢測到14個(gè)脈沖信號(hào),并自動(dòng)測量出這些脈沖信號(hào)功率和時(shí)間參數(shù),從而分析發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率一致性。
圖 5 Wi-Fi數(shù)據(jù)包功率一致性測試
安立MA244xxA寬帶峰值功率計(jì)
安立MA24406A/24408A系列寬帶峰值功率計(jì),具備寬帶195MHz/165MHz VBW,以及高達(dá)10GS/s 的有效采樣率(重復(fù)隨機(jī)采樣),達(dá)到了100ps的時(shí)間分辨率,使得峰值功率捕獲效率更高,測試精度更高。特別適合Wi-Fi 6 ,以及Wi-Fi 7信號(hào)的功率測試。
圖 6 MA244xxA系列寬帶峰值功率計(jì)
峰值功率計(jì)的VBW帶寬決定了功率測量的響應(yīng)速度,即檢波器的上升時(shí)間。對(duì)于幅度快速變化信號(hào),VBW越大,功率測量精度越高。同樣對(duì)于數(shù)字調(diào)制信號(hào)的峰均比以及CCDF測量,大VBW帶寬能夠保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。
MA244xxA采用USB接口和PC連接,在一臺(tái)電腦上實(shí)現(xiàn)多通道的并行功率測試。從而實(shí)現(xiàn)研發(fā),以及產(chǎn)線的多通道測試需求。MA244xxA配套功率分析軟件,功能豐富,操作靈活。不僅具備脈沖的時(shí)域波形以及CCDF測量,同時(shí)支持脈沖識(shí)別和脈沖參數(shù)自動(dòng)測量。
圖7 MA244xxA Wi-Fi 6e, 80MHz BW 測試結(jié)果。時(shí)域功率,CF測量(上),CCDF測量(下)
圖8 脈沖參數(shù)自動(dòng)測量
MA244xxA 內(nèi)部采樣率為100MSa/s,而通過隨機(jī)重復(fù)采樣技術(shù),采樣率可以達(dá)到10GSa/s,對(duì)應(yīng)的時(shí)間分辨率可達(dá)100ps,以及最快上升時(shí)間可達(dá)3ns (MA24406A)。
支持最多8通道擴(kuò)展和同時(shí)測量,得益于100ps的超高時(shí)間分辨率,MA244xxA能夠在通道間自動(dòng)補(bǔ)時(shí)間延時(shí),使得每個(gè)通道的時(shí)間測量參考點(diǎn)位置相同。
圖 9 雙通道間自動(dòng)de-skew
選型指南
· 適合2.4GHz和5GHz頻率場景
· 適合2.4GHz和5GHz 頻率場景
· 適合非320MHz帶寬應(yīng)用場景
來源:安立通訊 作者:劉韜
關(guān)于安立
安立公司是一家擁有120多年歷史的創(chuàng)新通信解決方案供應(yīng)商。公司的測試和測量解決方案包括無線、光通信、微波/射頻和數(shù)字儀器,支持了系統(tǒng)以及研發(fā)、制造、安裝和維護(hù)的解決方案。安立還為通信產(chǎn)品和系統(tǒng)提供精密微波/射頻元件、光器件和高速器件。安立通過增加用于網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控和優(yōu)化的多維服務(wù)保證解決方案為現(xiàn)有和下一代有線和無線通信系統(tǒng)以及服務(wù)供應(yīng)商提供完整的解決方案。安立業(yè)務(wù)遍布 90 多個(gè)國家,擁有約4,000名員工。


