在WLAN設備測試中,接收機測試是最耗時的測試項目。不僅是發射具有統計意義足夠數量的數據包需要一定的時間,而且下行信號播放完后還需要查詢DUT獲得誤包率(PER)結果。而IEEE標準中定義的接收應答(ACKowledgement)機制為接收機測試提供了另外一種更高效的方法。目前主流的WLAN測試儀IQxel,不僅提供了優異的性能和測試速度,而且在WLAN測試中引入了許多創新的特性。本文介紹的接收機ACK測試方法就是其中之一。
1. IEEE802.11協議中ACK應答機制
WLAN信號在開放空間中傳輸,容易受到各種干擾、頻率選擇性衰落、群時延等因素影響。為保證發送的數據包被接收機正確接收解調,IEEE 802.11e為基于802.11協議的WLAN體系添加了QoS特性。Wi-Fi組織為了保證不同WLAN廠商提供QoS的設備之間可以互通,定義了WMM(Wi-Fi Multimedia,Wi-Fi多媒體)標準。WMM標準使WLAN網絡具備了提供QoS服務的能力。WMM通過將數據報文劃分為4個接入分類(AC, access categories)隊列,高優先級AC占用信道的機會高于低優先級AC,從而能針對每類報文提供不同級別的服務。
ACK應答機制是WLAN信號實現QoS的重要手段。當AP或STA收到一個數據幀,檢測FCS(frame check sequence,校驗序列)正確,并且發送的數據幀要求ACK應答時,AP或STA需要發送ACK應答信號。ACK策略有兩種:Normal ACK和No ACK。Normal ACK對每個發送的單播報文,接收者在成功接收后都發送一個ACK回應。No ACK在通信質量較好,環境干擾較少的情況下,可以設置某一個優先級的流不需要ACK報文回復進行確認,以節省回復的ACK幀占用的信道資源。No ACK策略能有效提高傳輸效率,但也有可能造成丟包問題。IEEE 802.11標準規定組播、廣播幀不回復ACK。有些對時延要求非常高的服務,采用No ACK策略或者Block Ack策略。在實驗室和生產線測試WLAN設備接收機指標時,我們通常采用的是Normal ACK的波形文件。數據包的交互過程如圖1所示。
圖1 Rx測試中Tester和DUT的交互
2. 通過統計ACK應答幀來計算PER
通過上面的介紹,讀者肯定會聯想到,WLAN設備接收機測試中可以在儀表端通過計數DUT回復的ACK幀直接得到誤包率PER。
絕大多數矢量信號源(VSG)無法實現這種功能,因為無法檢測DUT返回的ACK數據包。而IQxel通過專利的創新硬件設計,在播放測試射頻信號時,也可以檢測返回的ACK數據包。不僅可以統計ACK數量,也可以報告ACK應答時間、功率等指標。接收機測試中,IQxel在播放完規定的數據包后,就可以直接統計出DUT的誤包率。即節省了查詢DUT的時間,也不需要DUT的軟件支持。
3. IQxel RXPER測量方法
IQxel將ACK應答測試PER的方式命名為RXPER,并且提供了手動和程序控制兩種方式實現。首先我們介紹手動測量方法。
通過任意瀏覽器登錄IQxel操作界面并進入WLAN測試界面后,可以在界面上部看到RXPER的按鈕。點擊后可以在VSG操作標簽下執行RXPER測試。測試步驟如下:
a. 首先選擇合適的波形文件(waveform),確保MAC地址和一些標識位(flag)的設置正確,儀表播放的波形文件能夠被DUT正確接收。
b. 點擊上傳按鈕(Upload),加載要播放的波形文件查看SIFS, ACK timeout等時間設置。不同數據速率的波形文件,這些設置參數是不一樣的。
c. 打開VSA>Result標簽,將Power VS. Time圖標拖拽到結果顯示區域。在數據包發送結束的位置,可以看到MPS的時間,如下圖所示:
圖2 查看Rx測試波形文件數據幀持續時間
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