有效測(cè)試MIMO無(wú)線器件的方法
多輸入多輸出(MIMO)技術(shù)是下一代Wi-Fi產(chǎn)品的基礎(chǔ)，具有多種接收和發(fā)射天線，無(wú)線傳輸數(shù)據(jù)的能力更高，范圍更大，能實(shí)現(xiàn)普遍歡迎的高速語(yǔ)音、視頻和數(shù)據(jù)服務(wù)。目前，可以采用三種基本方法測(cè)試MIMO功能器件：OTA測(cè)試(實(shí)際性能點(diǎn)檢查測(cè)試)；帶通道仿真的受控RF測(cè)試(性能測(cè)試)；帶靜態(tài)通道的受控RF測(cè)試(功能測(cè)試)。這些方法中的每種都能在時(shí)間、成本、可靠性、可重復(fù)性和自動(dòng)化等項(xiàng)之間作出權(quán)衡。
MIMO器件的測(cè)試挑戰(zhàn)
正在出現(xiàn)的802.11n標(biāo)準(zhǔn)有多達(dá)4個(gè)發(fā)射(Tx)和4個(gè)接收(Rx)鏈，與802.11a/b/g標(biāo)準(zhǔn)的非常簡(jiǎn)單的單輸入、單輸出(SISO)架構(gòu)相比，大大提高了物理(PHY)層的復(fù)雜性。譬如，802.11n標(biāo)準(zhǔn)中有300多個(gè)調(diào)制編碼方案(MCS)，為通道帶寬功能、空間數(shù)據(jù)流的數(shù)量和調(diào)制類型。與802.11a/b/g 技術(shù)的復(fù)雜性相比，802.11n介質(zhì)訪問(wèn)控制(MAC)層的復(fù)雜性也有顯著提高。
這種新標(biāo)準(zhǔn)顯著增加了可能配置的數(shù)量，產(chǎn)品依據(jù)這些配置進(jìn)行工作，或更準(zhǔn)確地說(shuō)，互用性，從多個(gè)方面提高了測(cè)試要求。
要保證MAC和PHY層在802.11n系統(tǒng)下工作正常，就需要進(jìn)行大量器件對(duì)器件和器件對(duì)網(wǎng)絡(luò)配置下的功能測(cè)試。速率適應(yīng)算法就是一個(gè)例子，其中的變量和選項(xiàng)比以前更多，需要一種系統(tǒng)能力來(lái)驗(yàn)證算法工作正常。
MIMO架構(gòu)的目的是，通過(guò)優(yōu)化Tx和Rx鏈路、調(diào)制方案、通道帶寬等的使用，提供最可能大的傳輸能力，最可能長(zhǎng)的距離，以達(dá)到性能最佳的方案。半導(dǎo)體和設(shè)備銷售商都會(huì)通過(guò)改進(jìn)算法實(shí)現(xiàn)，使其產(chǎn)品不與別人的相雷同，這就促進(jìn)了綜合性能測(cè)試的需求。必須在所有可能的工作模式下，并且在盡可能多的不同多路徑環(huán)境下驗(yàn)證每種產(chǎn)品的性能。
最后，假設(shè)MIMO器件配置有很多潛在可能，驗(yàn)證這些器件與其它802.11n MIMO功能器件的互用性，以及與傳統(tǒng)802.11a/b/g SISO器件互用性，對(duì)保持Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)的普及很關(guān)鍵。
承擔(dān)開(kāi)發(fā)802.11n系統(tǒng)的工程師團(tuán)隊(duì)面臨的挑戰(zhàn)是，如何充分地對(duì)需要的功能、互用性以及性能進(jìn)行測(cè)試，得到商業(yè)環(huán)境下的高質(zhì)量產(chǎn)品，在商業(yè)環(huán)境下要求產(chǎn)品在盡可能短的時(shí)間內(nèi)，以盡可能低的成本推向市場(chǎng)。
OTA測(cè)試
用實(shí)際Real-world over-the-air (OTA)測(cè)試對(duì)Wi-Fi設(shè)備在生產(chǎn)環(huán)境下的性能、功能以及互用性進(jìn)行測(cè)試，此環(huán)境就是Wi-Fi設(shè)備將要工作的環(huán)境。雖然這種方法實(shí)際上是很現(xiàn)實(shí)的，但結(jié)果是單個(gè)測(cè)試場(chǎng)景的手工的、緩慢的“點(diǎn)檢查”，只是代表當(dāng)時(shí)時(shí)刻的環(huán)境。采用OTA測(cè)試進(jìn)行性能測(cè)試的例子包括，基本RF性能(Rx靈敏度、EVM)，數(shù)據(jù)吞吐量與距離的關(guān)系，以及數(shù)據(jù)包誤差率(PER)與距離的關(guān)系。
盡管如此，許多硅片銷售商和器件制造商都把注意力放在了802.11a/b/g SISO器件的手工OTA測(cè)試上，MIMO環(huán)境復(fù)雜，且需要多路徑，使這種測(cè)試對(duì)802.11n更困難，并且不全面。非受控RF環(huán)境下進(jìn)行手工OTA測(cè)試受隨機(jī)的、無(wú)法控制的統(tǒng)計(jì)效應(yīng)的影響，得到的測(cè)試結(jié)果不能再現(xiàn)。不能再現(xiàn)的測(cè)試結(jié)果會(huì)大大增加確認(rèn)MIMO系統(tǒng)設(shè)計(jì)存在問(wèn)題及分辨出的難度。在受控的RF屏蔽室進(jìn)行手工OTA測(cè)試時(shí)，場(chǎng)地大小限制了測(cè)試距離和運(yùn)動(dòng)的能力，而這在實(shí)際工作中都很常見(jiàn)的。此外，典型OTA測(cè)試中，手工測(cè)試裝置的建立和測(cè)試的進(jìn)行都很耗時(shí)，還要進(jìn)行數(shù)量龐大的旨在驗(yàn)證性能和互用性的具體測(cè)試，要達(dá)到開(kāi)發(fā)高質(zhì)量802.11n產(chǎn)品需要的測(cè)試范圍水平幾乎不可能。
