深入认识802.11ax 解读下一代无线网络标准

损耗模型的基础上发展。

　　__窄频干扰：__窄频干扰是802.11ax必须考虑的问题之一，这主要是因为内部传输讯号，或是来自其他装置产生的讯号/谐波，落入802.11ax系统相同频段所引发的问题。业界正运用许多新技术来处理接收器，以减轻这种干扰所带来的负面影响，例如经过快速傅立叶变换（FFT）、陷波滤波处理而产生CP/ZP-OFDM之后，可搭配使用音调消除技术。双次载波调变（DCM）原本是用于BPSK、QPSK和16QAM调变的可选调变方式，现在也成了另一种可行的技术方案。确保802.11ax量测解决方案全面支持这些技术相当重要。

　　__执行更高阶的调变：__802.11ax的主要目标是为客户端的无线网络速度提升4倍达到10Gbps，其方式是采用新的调变及编码方式（MCS）指数级10和11，以及搭配1024QAM调变机制。使用更高阶的调变，系统将会变得对内部和外部衰减更加敏感，因此需要更高的SNR，以维持可接受的BER/FER级。如果系统的SNR高于35dB，将会很难利用经济实惠的硬件来处理，因为它超过了典型收发器的噪声指数、减损和损失，尤其是在RF电路和ADC/DAC中。因此，唯有具备准确模拟能力，才能掌握真正的非理想硬件的讯号解调方式，以及随之而来的BER/FER效应。

　　__MIMO检测技术：__在接收器方面，采用1024QAM的MIMO系统主要面临的技术瓶颈，在于现有MIMO检测技术的扩展性。目前在MIMO系统中有许多主流检测器，例如，归零（ZF）、最小均方误差（MMSE），以及极其复杂的最大相似度（ML）检测器。同时还有许多次优选择的检测器，可协助进行复杂度/系统效能的取舍。然而，随着802.11ax的问世，建立模型并测试全新检测算法的仿真成果，变成当前的首要任务。

　　正面迎接挑战

　　为了因应这些挑战，工程师必须使用适当的测试及量测解决方案，以执行仿真、讯号产生和讯号分析，进而解决在产品生命周期中从设计、验证一直到最后的生产制造等各个阶段的问题。由于802.11ax是802.11标准的最新修订版本，目前尚在发展阶段，许多量测解决方案也还在开发或进行扩充，以便对新兴标准提供支持。

　　不过，802.11ax系统设计工程师不用等到标准规格正式核可，就有测试选项可以使用。其中一种方案是使用现有的IP快速仿真新的802.11ax系统。这个作法可借助电子系统层级（ESL）设计软件来实现。灵活的ESL软件可协助工程师修改目前的802.11ac数据库和OFDM基准发射器/接收器模型，并透过灵活的3GPP信道模型进行连接，以因应新兴标准的改变。有了这套软件，工程师可开发必要的数字讯号处理算法（如优化MIMO检测法）、仿真基频讯号处理、建立RF收发器的模型，甚至是建立无线通道——一切均在弹指间搞定。

　　在ESL软件连接到各式各样的硬件后，工程师可存取其仿真波形，并透过实际的测试仪器来查看。这是对初期802.11ax装置进行测试的理想方式（参见图1）。

　　图1：图中显示初期的802.11ax装置评估流程图。流程的核心是Keysight systemVue ESL软件，它具有强大的功能及灵活性，可解决与802.11ax装置设计和测试相关的挑战。藉由SystemVue，在标准草案阶段所开发出的IP，可快速连接到各种仪器进行设计验证测试

　　除了灵活的ESL软件，还有若干其他的解决方案，可在测试期间使用，以符合802.11ax规格的要求。适用于802.11标准的Signal Studio软件，经过加强后可支持802.11ax。利用这套软件，工程师可轻松快速地产生测试讯号，有无减损皆可，然后将波形下载到讯号产生器。

　　这套理想的802.11ax讯号产生软件支持新一代802.11ax的所有功能，并包括1024QAM、Long Symbol/Guard、OFDMA、MU-MIMO和DCM；同时还可产生多用户的讯号波形。不仅如此，Signal Studio软件拥有灵活的阶层参数，以支持各种新一代高效率（HE）PLCP协议数据单元（PPDU）的802.11ax格式。

　　Keysight 89600 VSA软件可协助工程师解调变和分析802.11ax讯号。一般而言，讯号产生和讯号分析硬件平台应可根据效能要求和测试状况进行优化，以满足研发和制造需求。

　　图2：图中显示802.11ax的分析流程，使用Keysight 89600 VSA软件和X系列量测应用软件，并透过讯号分析仪加以执行。每个解决方案均具备802.11ax调变分析选项，涵盖所有的带宽和调整类型，可支持高达8x8 MIMO。两者均支持多种硬件配置，可满足工程师对效能、带宽和通道的需求

　　结语

802.11ax是802.11系列标准的下一代规格，不仅承诺提供更高的吞吐量，更有望确实改善终端用户的使用经验，特别是达成密集部署的目标。虽然目前仍非最终标准规格，但很显然地，它所采用的技术和方法，将在