NI PXI結合FPGA實現最佳WLAN測量支持802.11ac[圖]

在下一代無線局域網白皮書中已經討論了最新的802.11標準存在的一些問題。眾所周知，測試工程師都想盡快找到測試該標準的測試設備。大多數測試工程師發(fā)現使用最佳性能的昂貴盒式儀器的傳統(tǒng)方法已經無法適用于該情況。出現該問題的原因十分簡單：測試工程師急需各種資源，主要包括時間、預算和空間。當前測試工程師已通過各種新技術來縮減預算并減小空間，以及加快測試和開發(fā)時間。NI提供的用戶可編程FPGA儀器可幫助測試工程師解決這些問題。本文章主要討論通過現場可編程門陣列(FPGA) 針對802.11ac進行測試的優(yōu)勢。

WLAN測量入門指南

NI PXIe-5644R是業(yè)界首臺矢量信號收發(fā)儀(VST)。該VST的特點是高達80MHz的實時帶寬以及最高至6 GHz的中心頻率。該儀器同時包括可編程FPGA，可用于提高測試速度或實現各種實時算法，如快速傅立葉變換(FFT)、功率控制以及調制或解調等。完整的WLAN測試儀器的寬度為三個PXI Express插槽，并包括可用于待測設備(DUT)控制類型應用的數字I/O端口。

　　圖1. NI PXIe-5644R是用于WLAN測量的最佳選擇，

可編程FPGA允許用戶根據需要自定制儀器。

軟面板

NI WLAN分析工具包提供的軟面板可通過NI PXIe-5644R使用快速生成或采集功能。該分析軟面板可用于調制或頻譜測量。通過軟面板和多達4臺NI PXIe-5644R也可獲得4x4 MIMO配置。

　　圖2. 利用NI WLAN分析工具包可方便地使用NI PXIe-5644R進行測量。

　　圖3. 利用NI WLAN生成工具包可生成80 MHz帶寬的802.11ac信號。

802.11ac可支持5 GHz波段并強制包括20、40和80 MHz帶寬。支持160 MHz當前為可選項?？蛇x項還包括非連續(xù)80+80 MHz TX和RX帶寬。

　　圖4.802.11ac波段分配

IEEE草案要求802.11ac標準可向后兼容802.11a和802.11n的5 GHz波段，以便允許同時存在不同標準。部分其它強制規(guī)范包括：80 MHz帶寬、256-QAM調制、高達8條空間流、多用戶多輸入和多輸出(MIMO)。

當使用最大帶寬160 MHz、8x8 MIMO配置、256-QAM和短保護間隔時，802.11ac理論上可獲得最大6.93 Gbit/s。當使用80 MHz帶寬、4 tx通道以及256-QAM調制時，平均數據率為1.56 Gbit/s。

以下步驟可用于計算下列配置的數據率：80 MHz帶寬、帶800 ns保護間隔的64-QAM信號以及一條空間流?；旧嫌?34數據載波(242—8導頻)。符號率計算方式如下：256/80 MHz + 800 ns (GI)。將數值代入數據率公式可得：

　　其中

NBPSCS = 每子載波每空間流的編碼位數

NSD = 每頻段的復數數據數

R = 碼率

TSYM = 符號間隔

多用戶MIMO (MU-MIMO)

MU-MIMO可允許一個終端同時與同一個波段的多個用戶收發(fā)信號。MU-MIMO屬于高級MIMO技術，可利用多個獨立無線電終端以便提高單個終端的通信能力。單用戶MIMO僅考慮使用實際連接至每個單獨接線端的多個天線。

　　圖5.MU-MIMO屬于802.11ac的特有概念，可允許多個接收器。

PXI平臺通過背板以及NI PXI儀器中嵌入的同步和內存核心(SMC)芯片可提供同步能力，使得該PXI平臺尤其適用于MIMO。通過NI-TLCK技術，可在多個分析儀和發(fā)生器(甚至多個連接機箱)間獲得高達0.1相位偏移度。

此外新的NI PXIe-5644R VST提供更小尺寸，可允許在單個機箱中使用多達5個VST以便創(chuàng)建完整的5x5 MIMO系統(tǒng)。通過傳統(tǒng)盒式儀器實現類似系統(tǒng)時將會需要更復雜的線纜和儀器設置。

　　圖6. 一套4x4 MIMO 802.11ac解決方案可方便地置于

一臺18插槽PXI Express機箱中。

用戶可編程FPGA的優(yōu)勢

雖然在射頻儀器中使用FPGA并不是新概念，但NI PXIe-5644R為用戶提供了新的可編程FPGA。FPGA可用于以下應用：

伺服

自動增益控制

調制和解調

FFT和平均

通道仿真

傳統(tǒng)盒式儀器將會限制使用諸如FFT和觸發(fā)等算法。對盒式儀器使用的FFT或觸發(fā)進行自定義通常十分困難。類似于在手機上自定義各種應用，新的基于軟件的儀器可允許工程師根據需要對儀器進行完全自定義。

獲取最佳EVM值

隨著調制方式越來越復雜，保持高質量的信號變得更加重要。表1顯示了802.11ac中不同調制方式的RMS EVM要求。

　　表1. 802.11ac中調制方式的RMS EVM要求

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2013-01-05 12:47:00

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5G WiFi的春天來了：英特爾將推802.11ac無線網卡

802.11ac Wi-Fi無線標準的路由器產品已經很多了，但是網卡這邊還在起步階段。繼蘋果新款Mac之后，Intel平臺也將在今年引入802.11ac，普及指日可待。

2013-01-06 10:58:43

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CES 2013前瞻：高通創(chuàng)銳訊新技術為802.11ac全面提速

在即將開幕的CES 2013大展上，采用高通802.11ac芯片的D-Link無線路由器將會亮相，屆時用戶即可親身體驗到StreamBoost的魅力。

2013-01-07 10:05:21

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高通和Wilocity推業(yè)內首款802.11ac/ad三頻參考設計

美國高通公司今日宣布，旗下高通創(chuàng)銳訊和無線芯片開發(fā)商Wilocity推出業(yè)內第一款同時整合802.11ac和802.11ad無線功能三頻參考設計。

2013-01-09 14:49:38

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5G Wi-Fi(802.11ac)標準與技術

本專題為你介紹5G Wi-Fi(802.11ac)標準與技術，包括什么是5G Wi-Fi、802.11ac標準、802.11ac協(xié)議、5G Wi-Fi芯片及最新新品，802.11ac廠商解決方案等。

2013-01-17 16:23:29

您最看好哪個測量廠商802.11ac 測試方案？

什么是802.11ac？ 802.11ac標準的制定主要是欲以5GHz頻帶提供高吞吐量，除了能帶來快速、高質量的視頻流，還能為筆記本電腦、平板電腦和手機提供幾乎瞬間完成的的數據同步作業(yè)和備份

2013-03-05 15:49:34

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高通全力推動802.11ac

美國高通公司（NASDAQ： QCOM）今日宣布，其子公司高通創(chuàng)銳訊將以高通VIVE? 802.11ac （11ac） Wi-Fi 解決方案系列大力推動802.11ac。高通創(chuàng)銳訊已經獲得移動通訊

2013-06-05 16:00:09

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802.11ac設備的大批量測試

802.11ac技術正在以以往任何WLAN標準前所未有的速度部署。消費者對高帶寬視頻內容的嗜好不斷推動著對802.11ac提供的1 Gbps數據鏈路（數據速率比前一代802.11n技術高3倍）的需求。802.11ac設備的交付量有望在2015年前超過3.5億臺——其采用速率比最初推出的802.11設備快2倍。

2013-07-09 18:18:26

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IEEE 802.11ac: 對無線測試意味著什么？

802.11ac 代表了無線通信系統(tǒng)一個主要的技術演進。802.11ac設備采用了與802.11n一樣的OFDM（正交頻分復用）調制原理，但卻使用了更大的信道帶寬，更高的調制模式，更多的空間數據

2014-01-08 11:10:22

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NI_PXI軟件、支持與服務

NI PXI軟件、支持與服務很好的NI公司的資料，歡迎下載。

2016-03-21 17:29:28

802.11ac Wave 2為Wi-Fi網絡的性能和效率帶來了大飛躍

802.11ac Wave 2的實現。由于測試床是由真正的產品構成的，因此認證程序的發(fā)展體現了最高的風險/回報權衡的技術能力的標準。

2017-02-09 14:35:39

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羅德與施瓦茨首發(fā)IEEE 802.11ac信令測試儀

羅德與施瓦茨公司的CMW500無線綜測儀現在可以模仿符合IEEE 802.11ac 標準的WLAN網絡。

2017-03-07 11:03:43

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高速率WiFi模塊SKW78 802.11ac AP WiFi模

高速率WiFi模塊SKW78 802.11ac AP WiFi模塊

2017-09-27 13:06:43

實現802.11ac功率放大器測試解析

802.11 WLAN標準的進展。仍在草案形式的最新802.11ac WLAN標準將在單一射頻（RF）通道提供高達867Mbps的資料傳輸率，并在使用多重輸入多重輸出（MIMO）通道時達到6.93Gbps。藉著采用更即時的頻寬（提升至160MHz）、更多的MIMO通道（最多至8個），以及高密度調變的

2017-11-09 15:41:49

無線局域網絡802.11ac產品開發(fā)設計過程

定于2009年10月。最新的802.11ac標準則于2014年1月獲得批準。由于與舊版標準相比，802.11ac可提供極高傳輸率，因此802.11ac又稱為極高傳輸率(VHT)標準。

2017-11-17 08:01:18

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6點讓你理解無線網絡IEEE 802.11ac是怎樣的技術

2008年底，IEEE 802標準組織成立了一個新的小組，旨在創(chuàng)建一個新標準來改善802.11-2007標準。這一新標準就是今天我們所了解的802.11ac （5G Wi-Fi）無線標準，包括提高現有無線局域網（WLAN）數據吞吐量的標準結構，使無線網絡可以提供有線網絡的性能。

2018-04-18 15:46:00

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