NI PXI结合FPGA实现最佳WLAN测量，支持802.11ac

   概述

　　在下一代无线局域网白皮书中已经讨论了最新的802.11标准存在的一些问题。众所周知，测试工程师都想尽快找到测试该标准的测试设备。大多数测试工程师发现使用最佳性能的昂贵盒式仪器的传统方法已经无法适用于该情况。出现该问题的原因十分简单：测试工程师急需各种资源，主要包括时间、预算和空间。当前测试工程师已通过各种新技术来缩减预算并减小空间，以及加快测试和开发时间。NI提供的用户可编程FPGA仪器可帮助测试工程师解决这些问题。本文章主要讨论通过现场可编程门阵列(FPGA) 针对802.11ac进行测试的优势。

　　WLAN测量入门指南

　　NI PXIe-5644R是业界首台矢量信号收发仪(VST)。该VST的特点是高达80MHz的实时带宽以及最高至6 GHz的中心频率。该仪器同时包括可编程FPGA，可用于提高测试速度或实现各种实时算法，如快速傅立叶变换(FFT)、功率控制以及调制或解调等。完整的WLAN测试仪器的宽度为三个PXI Express插槽，并包括可用于待测设备(DUT)控制类型应用的数字I/O端口。

　　

 

　　图1. NI PXIe-5644R是用于WLAN测量的最佳选择，

　　可编程FPGA允许用户根据需要自定制仪器。

　　软面板

　　NI WLAN分析工具包提供的软面板可通过NI PXIe-5644R使用快速生成或采集功能。该分析软面板可用于调制或频谱测量。通过软面板和多达4台NI PXIe-5644R也可获得4x4 MIMO配置。

　　

 

　　图2. 利用NI WLAN分析工具包可方便地使用NI PXIe-5644R进行测量。

　　

 

　　图3. 利用NI WLAN生成工具包可生成80 MHz带宽的802.11ac信号。

　　802.11ac可支持5 GHz波段并强制包括20、40和80 MHz带宽。支持160 MHz当前为可选项。可选项还包括非连续80+80 MHz TX和RX带宽。

　　

 

　　图4.802.11ac波段分配

　　IEEE草案要求802.11ac标准可向后兼容802.11a和802.11n的5 GHz波段，以便允许同时存在不同标准。部分其它强制规范包括：80 MHz带宽、256-QAM调制、高达8条空间流、多用户多输入和多输出(MIMO)。

　　当使用最大带宽160 MHz、8x8 MIMO配置、256-QAM和短保护间隔时，802.11ac理论上可获得最大6.93 Gbit/s。当使用80 MHz带宽、4 tx通道以及256-QAM调制时，平均数据率为1.56 Gbit/s。

　　以下步骤可用于计算下列配置的数据率：80 MHz带宽、带800 ns保护间隔的64-QAM信号以及一条空间流。基本上有234数据载波(242—8导频)。符号率计算方式如下：256/80 MHz + 800 ns (GI)。将数值代入数据率公式可得：

　　

 

　　其中

　　NBPSCS = 每子载波每空间流的编码位数

　　NSD = 每频段的复数数据数

　　R = 码率

　　TSYM = 符号间隔

　　多用户MIMO (MU-MIMO)