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1、射频接收指标及测试过程
) G& p) u8 b: V* n1.1、射频接收指标的定义0 ^& J& G' M9 n: T# F
根据IEEE802.11b规范，有3项较为关键的射频接收指标定义如下：
2 u. m4 D7 d: R- A6 L$ \) K1）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%; B) b* m" m6 `* Q2 S
2）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%; . { P# {0 I: @' e% S; \
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。
4 s5 m7 d$ w* Q$ w+ a& W( ?; X7 \" |" s x% i2 q4 c
1.2、误帧率* v5 P. G# k; ]2 g: U7 b' o/ q
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10 O7 A. V0 T3 s: [9 v
) v& k1 |! h* n$ I4 ]; o7 l* `; }' O* `
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： : X- m, t0 N L) K: l
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;
i% n7 A6 Y) y3 I& y2）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。+ c2 @3 e; G! I
' K& L5 p" y4 j" v X) _* d
2、帧结构分析
1 k1 w) t' n% S' L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］。 9 q, n: C4 L5 t" `# J6 ~ N
2.1、帧的形成过程9 F) }4 k. L0 p5 U/ e, T4 ^
在802.11DSSS系统中，帧的形成包括以下4个过程。) c/ ~3 e+ E. L; @7 M. u4 ?
2.1.1 MSDU的形成3 K5 c/ C, P& b& I# c1 g
MSDU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。
; E, V% C) T1 r4 g2.1.2 MPDU的形成
9 Y& ^4 Z- @+ c& S w# y, q! z' OMPDU（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。$ `# v. l( c, t; |# g* n( _) p! T" p2 L. o
8 q7 P* f$ `; X% b2.1.3 PSDU的形成- N+ H5 V U5 L) k9 l7 f. H
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。
' c; n( m+ K* m1 t( G; ~2.1.4 PPDU的形成- p7 `! i4 h, l: C7 g
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。
- Z& @9 P2 E) `9 a/ n9 p# F- l" T2.2、PPDU格式
. I: M7 D- e5 _# z4 Q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。) z# _7 H7 v" X
1 ?7 n. H! Q, D6 {
2.3、MPDU
. j% G1 L9 F6 T) `0 k) [. @3 M( p# eMPDU通常包括3个部分，见图3.% L+ B$ A0 p( |; n/ }* @
3 N- \2 b( G O- R
①MAC帧头，包括帧控制、持续时间、地址及序列控制信息;
0 j; M0 x' O% { O8 |②可变长度的整体，包含基于帧类型的特定信息;
- b) d- M( r. ?- }③帧检验序列（FCS），包含IEEE32bit的循环冗余码（CRC）。3 k+ _! M* k" _' K& ]6 X6 N
! L. v% c! O+ z$ D2.4、帧控制字段的结构
( p8 Y/ f" Z5 b) _" @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.
& W0 P/ C! z) ]% x
1 J1 |1 m. D, N7 q1）协议版本：当前总是0，其余为保留值，不为0则丢弃; ; l1 y5 u J0 o- Q H
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.
8 h2 T) L' u Y* b6 {3）去往DS和来自DS字段：辅助确定帧的终传输地址; . n; t3 ]+ t8 L% y5 O' S* ?
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;
! ?9 M9 l6 \ }% }# h1 Q5）重传字段：识别当前帧是否为1个数据帧的重传拷贝; + X( o4 }! o! }# o L U
6）功率管理字段：代表STA的节能状态; ; l; h$ a# Q, N0 A
7）多数据标记字段：代表STA有更多的数据需要发送;
& c+ m! x1 v8 N/ w8）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;
# N P0 i% Z# B8 B' W# t9）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。
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发表于 2022-8-15 10:04
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