WLANcombo設(shè)備面臨著一系列*的問(wèn)題,這似乎已經(jīng)成為未來(lái)通信發(fā)展方向的核心內(nèi)容。低成本高速度邏輯設(shè)備和錯(cuò)塊檢測(cè)和校正方案的出現(xiàn),已經(jīng)促使通信行業(yè)通過(guò)間歇性RF信號(hào)突發(fā)傳輸分組化信息。
與老式連續(xù)波通信系統(tǒng)不同,分組化通信系統(tǒng)(如WLAN)采用異步數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。分析WLAN信號(hào)要求能夠捕獲特定異步RF信號(hào)事件,并在捕獲的記錄中有效找到這些事件,以進(jìn)行分析。
泰克R
SA3408A實(shí)時(shí)頻譜分析儀
早期數(shù)字調(diào)制開(kāi)發(fā)人員希望獲得某些工具,能夠比當(dāng)時(shí)的示波器或矢量分析儀更好地在調(diào)制域中分析矢量信號(hào),這導(dǎo)致了星座分析儀的研制。在初期,星座分析儀只是示波器。zui近,星座分析儀的功能已經(jīng)與頻譜分析儀相結(jié)合,以便于下變頻RF信號(hào),這使其變成今天的矢量信號(hào)分析儀(VSA)。
盡管許多矢量信號(hào)分析儀具有某種WLAN信號(hào)檢定能力,但分組碰撞、間歇性信號(hào)和開(kāi)機(jī)/關(guān)機(jī)瞬變等異步事件需要分析儀具有相應(yīng)的觸發(fā)能力,以捕獲這些事件;同時(shí)具有真正的時(shí)間相關(guān)多域分析能力,以診斷這些事件。
這些挑戰(zhàn)導(dǎo)致了實(shí)時(shí)頻譜分析儀(RTSA)的研制,其是為迎接與動(dòng)態(tài)RF信號(hào)有關(guān)的測(cè)量挑戰(zhàn)專門設(shè)計(jì)的,如WLAN和藍(lán)牙等系統(tǒng)中使用的突發(fā)分組傳輸。實(shí)時(shí)頻譜分析的基本概念是能夠捕獲RF信號(hào),把時(shí)間同步的數(shù)據(jù)無(wú)縫捕獲到內(nèi)存中,在多個(gè)域中分析這些數(shù)據(jù)。這使得可靠地檢測(cè)和檢定隨時(shí)間變化的RF信號(hào)特點(diǎn)成為可能。
矢量頻譜分析儀結(jié)構(gòu)
圖1.實(shí)時(shí)頻譜分析儀結(jié)構(gòu),顯示了DSP功能差異。
圖1是RTSA(泰克RSA3408A)簡(jiǎn)化的方框圖。RF前端可以從DC調(diào)諧到8GHz,輸入信號(hào)下變頻到與RTSAzui大實(shí)時(shí)帶寬相關(guān)的固定中間頻率。然后信號(hào)進(jìn)行濾波,通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換,然后傳送到DSP引擎,DSP引擎管理著儀器的觸發(fā)、內(nèi)存和分析功能。盡管這一方框圖和采集過(guò)程的許多要素與傳統(tǒng)VSA結(jié)構(gòu)類似,但RTSA是為提供實(shí)時(shí)觸發(fā)、無(wú)縫信號(hào)捕獲和時(shí)間相關(guān)多域分析專門優(yōu)化的。此外,模數(shù)轉(zhuǎn)換器的技術(shù)發(fā)展可以實(shí)現(xiàn)高動(dòng)態(tài)范圍、低噪聲轉(zhuǎn)換,允許RTSA進(jìn)行傳統(tǒng)頻域測(cè)量,這些測(cè)量要等于或超過(guò)許多掃頻分析儀的基本RF性能。
RTSA的頻率模板觸發(fā)功能允許工程師查看在自由運(yùn)行模式下不可能看到的難以捕捉的瞬時(shí)信號(hào)。實(shí)時(shí)觸發(fā)技術(shù)可望可靠地檢測(cè)和捕獲間歇性RF信號(hào),即使在存在強(qiáng)大得多的相鄰信號(hào)時(shí)。
連續(xù)實(shí)時(shí)記錄
許多矢量信號(hào)分析儀以對(duì)被調(diào)制信號(hào)拍“快照”的方式操作,與此不同,RTSA在用來(lái)進(jìn)行時(shí)域、頻域和調(diào)制域測(cè)量的時(shí)域記錄中沒(méi)有空洞或空白。RTSA提供的真正的時(shí)間相關(guān)多域分析允許用戶地把多個(gè)域中的診斷數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)起來(lái),迅速理解信號(hào)的特點(diǎn)。
例如,WLANcombo設(shè)備在理想的信號(hào)條件下丟棄了5%的WLAN分組。工程師會(huì)發(fā)現(xiàn)很難確定這是由沒(méi)有控制的分組碰撞引起的,還是由介質(zhì)訪問(wèn)控制(MAC)設(shè)置中的邏輯問(wèn)題引起的。
在傳統(tǒng)矢量頻譜分析儀中,使用MAC作為觸發(fā)源不僅需要耗費(fèi)大量時(shí)間進(jìn)行連接,而且如果MAC是需要診斷的問(wèn)題的一部分,這種方法本身就存在問(wèn)題。在VSA捕獲記錄中捕獲100個(gè)信號(hào)突發(fā),找到五個(gè)突發(fā)有問(wèn)題,是一種效率低下、耗時(shí)長(zhǎng)的診斷方法。而使用RTSA頻率模板觸發(fā)將捕獲這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行分析,而沒(méi)有復(fù)雜的外部觸發(fā)或耗時(shí)的數(shù)據(jù)搜索。
干擾
設(shè)備的干擾模式數(shù)量要超過(guò)典型收發(fā)機(jī)。工程師不僅要處理帶內(nèi)和帶外輻射規(guī)定,還必須處理RF輻射對(duì)并放的接收機(jī)、收發(fā)機(jī)和高速微處理器的影響。
如果沒(méi)有RTSA的觸發(fā)功能,WLAN分組的間歇性特點(diǎn)使得識(shí)別干擾相關(guān)問(wèn)題需要耗費(fèi)大量的時(shí)間。異步RF間歇干擾問(wèn)題經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致項(xiàng)目延遲,因?yàn)楣こ處煴仨毰Σ榭催@些無(wú)意的零星交互。
WLAN特定測(cè)量
RTSA具有觸發(fā)及可靠捕獲間歇性信號(hào)的技術(shù)能力。為成為combo設(shè)備有效的診斷工具,它還必須擁有一整套WLAN測(cè)量:部分測(cè)量在RSA3408A上作為選項(xiàng)提供。分析軟件中預(yù)置了所有流行的802.11a/b/g測(cè)量標(biāo)準(zhǔn),以迅速檢定信號(hào)特點(diǎn)。這一完善的分析軟件提供了許多測(cè)量功能,如頻譜模板、EVM(誤差矢量幅度)、開(kāi)關(guān)功率瞬變、CCK星座、OFDM(正交頻分復(fù)用)星座、副載波星座等等。
時(shí)間相關(guān)多域分析
如前所述,RTSA的DSP功能為內(nèi)存中存儲(chǔ)的整個(gè)信號(hào)提供了真正的時(shí)間相關(guān)多域分析。它可以在時(shí)域、頻域、調(diào)制域、頻域圖和碼域顯示圖之間切換,查看信號(hào)特點(diǎn),而不會(huì)丟失定時(shí)信息,此外,RTSA無(wú)縫捕獲信號(hào)功能可以在頻譜圖中設(shè)置標(biāo)尺,與其它域中的標(biāo)尺建立的時(shí)間關(guān)聯(lián)。
圖2.多域分析顯示。
*時(shí)間相關(guān)的顯示畫面(圖2)意味著可以在調(diào)制域中查看在頻譜圖或頻率模板觸發(fā)顯示中捕獲的事件,評(píng)估其對(duì)誤碼性能的影響??梢院?jiǎn)單地把標(biāo)尺放在頻譜圖中的事件上,在星座圖上查看相應(yīng)的符號(hào)。
能夠在一個(gè)域中識(shí)別異常事件,然后立即在另一個(gè)域中確定該時(shí)點(diǎn)的影響的這種能力,是迅速獲得診斷信息的關(guān)鍵組成部分。
實(shí)際環(huán)境combo設(shè)備問(wèn)題
測(cè)試設(shè)備必須為要測(cè)試的combo設(shè)備中的每種標(biāo)準(zhǔn)提供‘combo'分析測(cè)量功能?,F(xiàn)代RTSA能夠支持大多數(shù)現(xiàn)代無(wú)線調(diào)制技術(shù),包括802.11a/b/g,GSM/EDGE,W-CDMA,HSDPA,cdma2000,1xEV-DO,TD-SCDMA等等。由于36MHz的實(shí)時(shí)RF捕獲帶寬和大于78dB的動(dòng)態(tài)范圍(TOI),實(shí)時(shí)頻譜分析儀為combo設(shè)備工作提供了理想的解決方案,并支持許多流行的WLAN配套收發(fā)機(jī)。
與WLAN分析選項(xiàng)一樣,支持的所有無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)都采用強(qiáng)大的多域分析軟件實(shí)現(xiàn)。除時(shí)間相關(guān)多域功能外,頻域觸發(fā)技術(shù)也為其它分析軟件帶來(lái)了許多好處。
應(yīng)用實(shí)例:WLAN/藍(lán)牙分組碰撞
同時(shí)采用藍(lán)牙個(gè)人區(qū)域網(wǎng)和802.11b/gWLAN網(wǎng)絡(luò)的Combo設(shè)備存在著一套*的RF干擾問(wèn)題,因?yàn)樗鼈児蚕硐嗤?.4GHz工業(yè)/科學(xué)/醫(yī)療(ISM)頻段。藍(lán)牙和WLAN調(diào)制格式通常宣稱相互兼容、相互補(bǔ)充,但在其收發(fā)機(jī)相距只有幾米時(shí),它們會(huì)相互干擾,而在它們必須共存于一臺(tái)combo設(shè)備中時(shí),這會(huì)表現(xiàn)得非常明顯。可能很難評(píng)估藍(lán)牙/WLANcombo設(shè)備的分組干擾性能。為捕獲信號(hào)碰撞,要求觸發(fā)器能夠抓住事件。
RTSA可以使用頻率模板觸發(fā)工具檢測(cè)頻段中的信號(hào)碰撞,它可以迅速設(shè)置測(cè)量和捕獲異步WLAN/藍(lán)牙分組碰撞。頻率模板觸發(fā)可以有效識(shí)別碰撞信息,只把感興趣的分組存儲(chǔ)到內(nèi)存中。這就不需要長(zhǎng)時(shí)間搜索長(zhǎng)記錄來(lái)查找偶爾的誤碼,降低了捕獲內(nèi)存要求。在需要時(shí),可以使用觸發(fā)前延遲和觸發(fā)后延遲,保證正確捕獲WLAN/藍(lán)牙突發(fā)。
值得一提的是,沒(méi)有執(zhí)照的ISM頻段具有許多可能的干擾情況。醫(yī)院、股票交易所和制造廠通常具有異常復(fù)雜的ISM頻段RF環(huán)境。在現(xiàn)場(chǎng),傳統(tǒng)上一直很難確切確定干擾來(lái)源。通過(guò)使用上面為開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)室列出的同一程序,現(xiàn)在可以迅速識(shí)別現(xiàn)場(chǎng)中的干擾來(lái)源(圖3)。
圖3.頻率模板觸發(fā)技術(shù)捕獲與藍(lán)牙FHSS信號(hào)碰撞的802.11b/gCCK信號(hào)分組及來(lái)自微波爐的干擾。
與一直存在或在可預(yù)測(cè)時(shí)間發(fā)生的其它干擾來(lái)源不同,分組通信設(shè)備導(dǎo)致的干擾是零星的、異步的,所以很難確定根本原因,并設(shè)計(jì)解決方案。RTSA可以簡(jiǎn)便地捕獲這一干擾,有效協(xié)助工程師確定防止干擾必需的頻譜控制水平。
小結(jié)
WLANcombo設(shè)備帶來(lái)了一系列*的測(cè)量挑戰(zhàn)。RTSA為WLANcombo設(shè)備工程師提供了*的解決方案。由于其頻率模板觸發(fā)、無(wú)縫信號(hào)捕獲和時(shí)間相關(guān)多域分析,實(shí)時(shí)頻譜分析儀為設(shè)計(jì)和調(diào)試基于分組的RF通信系統(tǒng)提供了許多*的工具。