WiFi信令测试的作用

的验证作用的。

· 采样时钟锁定

我们知道，当WiFi的OFDM信号采样时钟出现偏差的时候，会出现两种后果：

a) 采样到的符号（symbol）在规定时间点出现细微抖动，即信号的相位将出现旋转，达到一定程度时，将无法恢复信号；

b) 由于采样时钟的偏差，导致符号间干扰（ISI），进而导致信号的SNR变差。

推理如下：

采样时钟误差：

（公式二）

受影响的信噪比：

(公式三)

由此导致的相位偏差为：

(公式四)

因此，需要采用锁相环+压控晶振或固定频点晶振来完成对频率误差的纠正：

 

图6、采用锁相环+压控晶振或固定频点晶振来完成对频率误差的纠正

c) 当AP或Station的晶振出现问题的时候，将会出现采样频率失锁问题。我们看到，这一部分也是在基带部分来完成的。如果仅仅采用非信令的方式测量AP或Station，那只是测量AP、Station的射频部分，采样时钟失锁是无法检测到的。

· 频率同步

在WiFi同步过程中，与时间同步一样，频率同步也同样地重要。

因为我们知道，WiFi技术中，特别是采用OFDM技术的802.11n, AC等制式对频率错误非常敏感。

频率错误会直接导致导致信号的SNR恶化：

（公式五）

引起频率误差的原因主要为来自：相邻子载波的干扰（ICI）及各子载波的功率回退。相邻子载波的ICI导致SNR变差容易理解，而各子载波功率回退导致的频率误差需要解释一下：

OFDM采用的是各正交子载波的功率峰值处传送数据，如果在正交频点处功率出现回退，意味着峰值不在正交频率处出现，解调数据时将在子载波频率附近寻找峰值获得承载数据，也就意味着当子载波功率峰值出现偏移，即峰值对应的频率出现偏移，不再正交，即出现所谓的"频率误差"。严重者将导致错误解调传输数据甚至无法解调。

我们知道：OFDM的子载波实现是通过基带的FFT+串并转换实现的，因此，基带运算的准确与否以及基带电路是否出现异常，都会直接影响信号的FFT变换的准确性和精度，进而影响频率误差大小，进而影响信号的SNR。

图7、OFDM的子载波实现方法

· 信道估计

最后，在实现了时间同步、频率同步后，进入信道估计，由此保证数据得到正确解调。

见图四，C1、C2即是为试探针用于信道估计部分信息。填写的是相关性非常好的长训练序列码字。

我们定义一路接收信号为R、传输矩阵为H，训练序列为X，噪声为W，因此：

（公式六）

这样，信道估计矩阵可以通过两路（假设信号为两路信号，实际可能为多路，同理），则通过两路接收信号分别与相应的训练序列相乘，即可还原出原来的信号出来：

（公式七）

由此，我们看到：通过测试信号试探针里的C1、C2部分，可完成对传输信道模型的估计，得到准确的传输模型，完成对接收信号解调。

我们看到：在这个信道估计的过程中，试探针的C1、C2解调（相乘），也是在基带完成的。如果此基带部分出现问题，将导致信道估计失常、无法解析数据。

3、回顾

当我们清晰地理解了WiFi时间同步、频率同步、信道估计的实现机理的时候，我们回过头来对文章开头的信令测试故事做一个回顾：

在现实网络中，当WiFi的OFDM信号采样时钟出现偏差的时候，会出现两种后果：

· 采样到的符号（symbol）在规定时间点出现细微抖动，即信号的相位将出现旋转，达到一定程度时，将无法恢复信号；

· 由于采样时钟的偏差，导致符号间干扰（ISI），进而导致信号的SNR变差：

但是，非信令测试却无法发现符号时钟失锁（Symbol Clock Error）。因为当非信令测试的时候，工具直接通过工厂测试模式直接控制射频前端输出指定频率、指定功率的射频无基带信息承载的物理层信号，工具根本没有启用管理采样时钟同步、符号同步的基带部分，只是通过射频触发方式完成同步测量。因此无法验证基带部分是否工作正常，结果导致上例的"在现实网络服务中WiFi终端接入困难"问题无法在出厂前被发现。但如果采用信令综测仪就能发现这一问题。

其实，它就是由于基带电路的锁相环出现问题，导致采样时钟偏差，进而导致采样符号相位反转、因此符号抖动，严重者导致解析错误。同时，也导致符号间串扰严重，最后导致路由器错误、甚至无法解析接入信号，接入申请无法识别，结果当然就是——接入困难甚至无法接入。

当我们更换了锁相环后，问题迎刃而解。此处，信令测试体现出了它独特的作用。

4、结论

由上描述可知：WiFi的同步分为