wlan射频测试基本要点
细心的朋友可以去翻一下IEEE规格, 对比一下各测试仪的手册,了解到底是用哪个版本做的测试。
对于11ac的high rate, 常常还会碰到EVM floor margin不够的问题,除了芯片自身及板子调试的问题后,测试工程师还需要检查测试仪器的设置, 比如channel estimation的设定会显著影响OFDM rate的EVM性能。关于EVM性能的调试, 涉及到芯片固件或者BOM的影响, 我们将在后面的WLAN 射频调试里另篇分析。
· Transmit spectrum mask及带内平坦性
IEEE 802.11 对各个band,各个带宽都做了详细定义。
如果你所购买的仪器里没有类似的mask定义, 可以向厂商索取文件。
前面已经谈到,low rate的最高power更多是受mask限制。所以常常要测11b的各rate, 11a/g的6Mbps~9Mbps, 11n的mcs0, 11ac的mcs0nss1 rate。
带内平坦度的话,特别要看一下edge channel的性能,一般来说芯片厂商也提供可调的nvram参数, 可以配合测试。 从芯片设计的角度来说, mask和EVM一般都存在折中的关系, 要想mask好, 带内filter cut-off提升, sub carrier的EVM性能受到影响。
2、接受端的测试。
· Rx PER
首先要测的就是接受灵敏度。 推荐在金属shield环境下用conduct连接测试。
前文已经谈到,low rate,legacy模式如CCK的1/2Mbps敏感度对有些客户来说,要求比较苛刻。 现代CMOS工艺往往不能满足低噪声要求, 一般会在外面接LNA。 我原先所在的公司的WLAN芯片, OFDM rate相对IEEE要求(见下图), 一般有10dB的margin,可以来说问题都不大。 但是需要注意的是, 测试阶段最好花时间测一下所有的channel。 芯片的晶振,VCO干扰或者是数字部分的clock噪声都有可能落在某个channel里,产生的spur直接对灵敏度有杀伤性作用。
还有当然要看一下channel之间的性能差是不是和Tx的Power能相关起来, 如果反应的不是一样的频率特性, 则需要仔细检查一下了。
· RSSI(received signal strength indicator)
RSSI其实是反映系统的一个指标, 往往用customer 固件测试比较多。 但是在RF测试阶段,常常需要校正其值,使RSSI值在整个power 变化范围内误差小于4dB(weak/strong level是6dB)。 另外根据设计不同, 比如你用外部LNA和内部LNA, 测出来的RSSI特性是不一样的,用外部LNA,可能需要校正power两头的RSSI。 RSSI值是被客户和芯片厂商用来直接作为系统控制引用的参数,认真的客户一般都会在终端上(含天线),测试over the air的RSSI值。 其值和吞吐率的RvR(Rate vs Range)是密切相关的。
3、接下来我们再谈一下LO leakage的测试。
LO leakage
推荐刚入门的朋友仔细读一下IEEE标准。 LO leakage的规格是独立出来单独定义的。看到OFDM输出的中心频带有LO的信号不必大惊小怪, 只要其不影响EVM性能就好。
4、最后我们再谈一下电流的测试。
电流的测试其实工程也挺浩大,主要包括IEEE定义的PM0, PM2模式及芯片的sleep模式,Tx,Rx等模式的电流。 随着Tput上升,遇到PCIE接口, 还有设计到PCIE sleep控制等。
下图是一例控制芯片从sleep模式恢复到wake up。 电流一般是数uA级别的值, 需要高精度的DC source。在实际情况中,运营商常常对手机WLAN模式电流也有一定的要求。 所以推荐使用客户固件来测试。
题外篇
WLAN的测试里面,最初让笔者感到困扰的是FCC及ETSI的Regulatory测试了。 关于这部分要写的话,最好是另起篇幅细述较好。 比如FCC的Band-edge测试,朋友们都知道么其实有2种测试方法,15.205的方法和15.247的方法。 当然这只是笔者写此文(2016年)时的情况, 将来可能会有变化。一般来说我们只用15.205方法就好。 15.205里面又有Bandedge average detection和bandedge peak detection两种。 Average看-41.3dBm的limit线, peak看-21.3dBmde 线。FCC的KDB文件(558074)对测试时频谱仪的具体设置(VBW,RBW,trace mode, Dectector选取等)有较详细的说明。偶尔,笔者也曾遇到过15.205测试通过的power level会在15.247(d)项目中fail.
小结
此文介绍了WLAN射频测试的一些主要项目。包括测试设置,接收发的项目。基本涵盖了初期需要了解的部分。限于篇幅限制,此文没有介绍工厂产品
- WLAN 需要规划 掌握射频通信知识(01-03)
- WLAN与VoIP技术结合促进企业通信发展(02-11)
- 大唐电信胖瘦可转型WLAN整体解决方案(03-14)
- 推动更好的Wi-Fi性能机制驯服WLAN(03-25)
- 802.11n对WLAN安全的影响(05-30)
- 如何利用WIDS进行WLAN性能监测?(02-01)