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标题: WiFi射频接收性能的测试方法及解决方案解析 [打印本页]
作者: RGB_lamp    时间: 2022-5-30 09:51
标题: WiFi射频接收性能的测试方法及解决方案解析
1、射频接收指标及测试过程
) o! T+ Y4 u+ d% A3 v1 W6 W1.1、射频接收指标的定义9 p, w/ |; A/ u2 N
根据IEEE802.11b规范，有3项较为关键的射频接收指标定义如下：
: k& \) G# ?+ p0 o2 u- }/ s* M1）接收机输入电平灵敏度 对于在天线连接器上测得的-76dBm的输入电平而言，若PSDU的长度为1024个字节，其误 帧率（FER）应小于8%;
; @; }6 G$ A  D, a% t2）接收机输入电平 对于在接收端天线上测得的-10dBm的输入电平而言，若PSDU长度为1024个字节，则其误帧率 （FER）应为8%;
2 B, Q3 d! r2 x5 b& ^* @3）接收机邻道抑制 接收机邻道抑制在每一信道组中的间隔，不小于25MHz的任意2个信道间邻道干扰信号功率与有用 信号功率的比值。对于采用11Mbit/sCCK调制的FER值为8%以及长度为1024字节的PSDU而言，邻道抑制必须不小于35dB。 ( |- X7 v8 x! @- P; T1 y: u
0 N2 u3 h' V) M2 s- _, w- T$ s
1.2、误帧率. v1 |5 u" c) Q" V/ n# }
在上面3项指标的定义中，均提及了1个非常重要的参数：误帧率，即传输过程中丢失和出错的帧数和发送总帧数的比值。只有获得正确的误帧率，才能地测试出上述3项接收性能指标。实验室搭建的接收性能测试平台，见图18 R7 b- S% {+ ?% B. E+ P
) H  a# P" Z' H  r; U7 i
在图1的测试平台上，由PC为信号源提供一定帧格式的I/Q信号波形文件，并由信号源发出一定数量的帧。同时，DUT在 PC的控制下，对这些帧进行接收解调，求得相应的误帧率。然后根据误帧率来调节信号源的发射功率，直到误帧率正好满足 指标要求，此时便能获得DUT相应的接收性能指标。但在这个平台上，要获得正确的误帧率，也存在2个难点： : h4 k; H' F- _3 _7 B' x
1）信号源发出的帧格式必须满足DUT的要求。不同芯片供应商提供的芯片对帧格式的要求是不同的，若满足不了芯片对 帧格式的需要，DUT便不能正确统计收到的正确帧数，从而导致误帧率的计算错误; 9 [! j% ]2 }' L5 X% G
2）信号源要能确保发出一定数目的帧，若信号源发出的总帧数都不能确定，误帧率便无法计算。  E5 M, p' K  s+ ^/ W
4 Z* N8 f$ {0 _+ Z: X5 \9 z7 R
2、帧结构分析
0 n+ T6 M3 m3 ^  O0 m+ d不同的芯片供应商在测试芯片接收性能时，往往采用不同的帧格式。只有帧格式满足要求，才能统计出正确的收帧数，获 得准确的误帧率。常见的wifi芯片供应商Agere、Philips在接收测试时，对帧格式的要求也各不相同。文中主要针对Agere和 Philips的帧格式要求进行详细分析［5-6］。
; Q+ o& r* b! P; \9 |% i; `0 `+ @2.1、帧的形成过程/ r$ N3 X) p: k  F/ z) u
在802.11DSSS系统中，帧的形成包括以下4个过程。  C- H( H6 A9 L# G' F9 }* b
2.1.1 MSDU的形成
8 c( `* _) L$ l$ X2 G+ j' OMSDU是MACServicEDAtaUnit的缩写，被称为MAC层业务数据单元，是原始的待发送数据信息。
8 v9 b! l' d6 R$ F* [3 `+ ^2.1.2 MPDU的形成# O+ c- }4 K3 Z+ T
MPDU（MACProtocolDataUnit）被称为MAC层协议数据单元。它是将MSDU按一定帧结构封装后获得的待发数据信息， 见图2。封装过程包括在MSDU前加上MAC帧头和在后面加上帧检验序列。
$ r; x8 w/ d8 |$ F% e$ {  D
) Q$ f) K- M. R& c* d) e5 J# s2 X$ K8 ^- Y( B4 K
2.1.3 PSDU的形成% O( R7 \' \1 j+ x
PSDU（PLCPServiceDataUnit）被称为PLCP子层业务数据单元，实际就是从MAC层传来的MPDU信息。 5 z# T  a- J! s; B/ R/ a
2.1.4 PPDU的形成- p: [( N/ ~0 y; B" _
PPDU（PLCPProtocolDataUnit），被称为PLCP子层协议数据单元。它是将PSDU按照特定的帧格式进行数据封装后的 数据包，具体说来就是在PSDU前面再加上PLCP前导码和PLCP报头，见图3.PPDU是终将经由物理介质发送出去的数据封装。
2 e1 k# C+ _3 }3 c2.2、PPDU格式
1 |4 K9 F# r+ `, }5 e3 v帧格式的修改全部由PC的软件（WinIQSIM或SignalStudio）实现，PC传输给信号源的I/Q波形文件已确定了帧格 式。软件中主要是使MPDU满足芯片要求，而PPDU则自动生成的，所以这里只介绍PPDU格式。 整个PLCP前导码和报头采用1Mbit/sDBPSK调制进行发射，发送的数据均采用反馈加扰器加扰。SYNC字段由128个加扰 的“1”组成，被用来和接收方进行必要的同步操作;SFD被用以指示依赖与PHY的参数在PLCP前导码中的开始;Signal字段指示 发送（和接收）MPDU应采用的调制速率;Service字段为预留字段;Length字段用以指示发送MPDU所需的微秒数;CRC-16字段 根据CCITTCRC-16规范计算出Signal、Service和Length字段的CRC校验码并一同发送，完成帧检验序列保护。: N; a& K/ H3 p8 Y) F7 D; g

* B% `2 X: y; r2.3、MPDU& @( H/ W' o# ?
MPDU通常包括3个部分，见图3.
( c& C2 P. V$ [" y 5 ^; K. _5 A3 p4 m2 Q& z
' f9 F: J- ~5 B& E( z' C4 Q+ l5 M4 l
①MAC帧头，包括帧控制、持续时间、地址及序列控制信息;
* {' H. N7 V( a! e+ S②可变长度的整体，包含基于帧类型的特定信息;% S5 Z. r6 b" L4 I0 S
③帧检验序列（FCS），包含IEEE32bit的循环冗余码（CRC）。  V: _% `3 H2 ?" y
  n* f2 M+ g% D/ L& Q9 B# [1 a
2.4、帧控制字段的结构
8 n  H( J! D7 ]0 n帧控制字段虽然只有16个字节，但却包含了用于解释帧其他部分的全部信息，见图4.
) E2 ~1 N8 w5 }. D. C
# `; f5 k' E7 c% M4 G# q8 R0 ^# B3 Q; H
1）协议版本：当前总是0，其余为保留值，不为0则丢弃; 9 }0 t9 X* R3 N5 ^
2）类型和子类型：这2个字段共同标识帧的类型和功能。802.11中总包含3种帧：控制帧、数据帧和管理帧。每种帧类型 又分为几种子类型。几种常用的帧类型见表1. ' m# E, j( s$ q* S, s4 T
3）去往DS和来自DS字段：辅助确定帧的终传输地址; # |. p; [* V2 O5 i9 f, W) K
4）多分段标记：代表数据超过2312字节，将被分成多个数据包传送; . L) X( u( o/ r8 }1 O1 J# J, }9 `
5）重传字段：识别当前帧是否为1个数据帧的重传拷贝; 4 n- N& B$ Q  Z8 C* F, m
6）功率管理字段：代表STA的节能状态; " {+ w! x3 W( t) U/ N
7）多数据标记字段：代表STA有更多的数据需要发送; 5 i' X! n- H# W! b- L
8）排序字段：代表当前帧是数据帧，并按照有严格序列要求的帧类型发送数据; , p- Z$ s9 M, j% C& z) o
9）持续时间/ID字段：记录了数据的持续时间数，该时间数将被用来使其他STA更新自己的矢量网络分配。
; b2 L0 n: P* e, W; l% g; Y
作者: Dollche    时间: 2022-5-30 11:03
学习学习，\(^o^)/~
作者: 架海梁心    时间: 2022-5-30 15:14
学习学习。O(∩_∩)O哈哈~



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