Wifi射頻接收性能的測試方法

2.5、MAC幀格式

MAC幀格式中有4個地址字段，這些字段用于指示基本服務(wù)集標(biāo)識(BSSID)、目的地址(DA)、源地址(SA)、發(fā)送站地址(TA)和接收站地址(RA)。某些幀可能不包括某些地址字段。其中數(shù)據(jù)幀的地址字段內(nèi)容取決于去往DS和來自DS的2個字段的值，見表2。

序列控制字段：長度為16bit，由序列號和分段號2個字段構(gòu)成。其中12bit的序列號用來指示MSDU或MMPDU的序列編號。STA發(fā)送的每個MSDU或MMPDU被分配1個序列編號，隨著每個MSDU或MMPDU的出現(xiàn)而以1遞增。MSDU或MMPDU每個分段的序列號相同，當(dāng)MSDU、MMPDU或其分段重傳時，序列號保持不變。4bit長的分段號則用于指示MSDU或MMPDU的分段編號。當(dāng)MSDU或MMPDU僅有1個分段時，分段編號為0；當(dāng)MSDU或MMPDU有多個分段時，其第1個分段的分段編號為0，其后的分段編號以1遞增，所有重傳分段的分段編號保持不變。

FCS字段為32bit的CRC，它由MAC頭和幀全部字段計算得到。

3、不同芯片的幀結(jié)構(gòu)分析

以常見的Agere芯片組為例[8]，用無線網(wǎng)卡在測試板下抓拍的由AgereGoldUnit發(fā)出的幀結(jié)構(gòu)，見圖5.

幀的類型和子類型為“010000”，對照表1可以得出此幀為單純的數(shù)據(jù)幀。其去往DS和來自DS均為0，由對照表2可以得出其地址1為DA，地址2為SA，地址3為BSSID。這里DA為“FFFFFFFFFFFF”，即廣播幀；SA為芯片的MAC地址。在序列控制字段中，分段號為0，說明此MSDU沒有分段；而比較相鄰的2個幀，可以看出幀的序列號是以1遞增的，而2個幀之間的時間間隔約為20ms。

由于現(xiàn)在的信號源只能對一定格式的幀進(jìn)行循環(huán)發(fā)送，無法使每幀的序列號遞增，所以只有在接收程序中屏蔽掉對幀序號進(jìn)行驗證的功能。若幀間空閑時間過小，則芯片未能完成CRC校驗，從而導(dǎo)致誤幀率計算錯誤，所以還必須將幀間的間隔時間設(shè)置成20ms。最后，再將幀格式設(shè)置成數(shù)據(jù)幀，這樣便能在接收性能測試時，使信號源發(fā)出的幀能夠滿足Agere芯片的要求。

在Philips的BGW200芯片組中，用同樣的方法可以發(fā)現(xiàn)：幀的格式為數(shù)據(jù)幀，而且數(shù)據(jù)區(qū)的前10個字節(jié)是在61～7A間進(jìn)行循環(huán)，數(shù)據(jù)區(qū)的其他字節(jié)均為09。對于這種幀結(jié)構(gòu)要求，首先對幀的數(shù)據(jù)區(qū)進(jìn)行編程，使其滿足芯片要求，然后將幀的類型設(shè)置成數(shù)據(jù)幀，并使信號源循環(huán)發(fā)送這26個幀，這樣便能滿足測試Philips芯片的接收性能時對幀格式的要求。

4、發(fā)送恒定幀數(shù)的實現(xiàn)

由于在接收指標(biāo)的測試時，是以8%的誤幀率進(jìn)行判決的，所以權(quán)衡了測試時間和測試精度后，決定讓信號源每次發(fā)送1000個幀。當(dāng)DUT解調(diào)出的正確幀大于920時，則認(rèn)為滿足接收指標(biāo)。

4.1、產(chǎn)生1000個幀的方法

1)通過GPIB卡來控制儀器射頻的開關(guān)時間，從而實現(xiàn)1000個幀的發(fā)送；
2)通過儀器自帶的ListMode來發(fā)送1000個幀；
3)通過將波形文件生成波形序列，從而讓儀器在觸發(fā)下發(fā)送1000個幀。

在11Mbit/s下，每幀的發(fā)送時間約為1ms，所以若采用第1種方法，精度不是很高，不能嚴(yán)格發(fā)出1000個幀；第2種方法同樣是控制儀器的發(fā)送時間，惟一區(qū)別就是在儀器自帶的listmode中設(shè)置發(fā)送時間，使其精度大大提高，時間精度可以達(dá)到μs級。不足的是，采用這種方法時，若導(dǎo)入不同的波形文件，則必須對listmode下的時間進(jìn)行校準(zhǔn)，而且在信道切換和功率變化時，均要重新編輯list，大大增加了測試的工作量；第3種方法則是由儀器在觸發(fā)模式下精確控制發(fā)幀數(shù)目。采用這種方法時，儀器并沒有立刻對傳遞過來的I/Q波形文件進(jìn)行操作，而是根據(jù)用戶所需的發(fā)幀數(shù)，先將波形文件轉(zhuǎn)換成1個波形序列，然后再對這個波形序列進(jìn)行調(diào)制，從而嚴(yán)格地保證了發(fā)幀數(shù)。相比第2種方法，第3種方法免去了信道切換和功率變化時編輯list的工作，提高了測試效率，也是現(xiàn)在實驗室中普遍采用的測試方法。

4.2、第3種方法發(fā)送1000個幀的實現(xiàn)步驟

在AgilentE4438C上用第3種方法發(fā)送1000個幀的實現(xiàn)步驟如下：
1)在Signalstudio中生成Wave文件，通過GPIB卡下載到E4438C中；
2)對Signalstudio傳過來的Wave文件進(jìn)行編輯，并生成Sequence文件；
3)選取第2步生成的Sequence為波形文件；
4)設(shè)置Trigger。完成設(shè)置后，每按一下[Triggle]，便可以發(fā)送1000個幀了。

5、應(yīng)用實例

實際應(yīng)用中，在屏蔽室中測得Agere評估板在11Mbit/s下的接收指標(biāo)，見表3。

表中1、6、11表示所用信道為參考文獻(xiàn)[1]中直接序列擴(kuò)頻物理層規(guī)劃的第1、6、11信道，頻率分別為2412、2437和2462MHz。

由表1可以看出，這些接收指標(biāo)均已超出前面提到的射頻接收指標(biāo)的要求，說明實際芯片性能已經(jīng)滿足IEEE802.11b規(guī)范。這種測試方法不僅能精確地測試出各項射頻接收指標(biāo)，而且也是改進(jìn)整機(jī)接收性能的基礎(chǔ)，具有較強(qiáng)的實用性。

參考文獻(xiàn)：

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[ 3 ] Struhsaker P. Overview of Vo IP telephony and introduction of Vo IP to WLAN [J ] . CTO Wireless LAN Business Unit , 2003 (5) : 25-60.
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