Qualcomm Atheros基于NI VST進行802.11ac測試方案

作者：時間：2012-12-17 來源：網絡

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本文引用地址：http://www.czjhyjcfj.com/article/192905.htm

就傳統儀器而言，每次測試大約會取得40個重要的WLAN收發器數據點。 NI PXI矢量信號收發儀的測試速度非常快，因此能執行完整的增益表掃頻，進而采集共300,000個數據點。

我們采用軟件設計的NI PXI矢量信號收發儀與NI WLAN測量套件之后，測試速度比傳統的堆疊式儀器快了200倍以上，測試范圍也擴大了許多。

- Doug Johnson, Qualcomm Atheros

挑戰:

在無線標準越來越多元，且設備復雜度與日俱增的同時，必須降低無線區域網絡(WLAN)的測試成本，保有高的測試精準度，并且縮短特性測試時間。

解決方案:

使用NI PXI構架的矢量信號收發儀與NI LabVIEW FPGA模塊，構建靈活的自定義WLAN測試系統，相比以前的堆疊式儀器，可縮短200倍的測試時間，進一步減少成本，并提升設備特性。

過去20幾年以恚Qualcomm Atheros公司在網絡連接、消費性電子、運算和移動設備通信的新一代無線技術領域中一直處于領導者的地位。現在我們正對WiFi等高傳輸率的無線技術進行改革，以便滿足新的連線應用需求。最新的Qualcomm Atheros芯片是一種具有3組無線電的多重輸入/多重輸出 (MIMO)收發器，適用于最新的WiFi 標準802.11ac。

新型WLAN測試系統的需求

由于無線標準越來越復雜，這些設備的運作模式數量也會隨之飆升。我們會逐漸改用最新的WiFi標準，802.11ac ，所以要持續增加新的調制方案，以及更多的通道、頻寬設定與額外的空間串流數目。此外，數以千計的獨立運作增益設定也會讓WLAN收發器的特性測試變得更加棘手。

WLAN收發器的每個組件都具備多重增益階段。為了在低成本的CMOS流程中開發出高性能無線電，Qualcomm Atheros的設計團隊必須針對每個無線電階段采用靈活的操作方式。一旦加入新的構架階段，多重增益設定便會大幅提高可能的設定組合數量，因此單一運作模式便可能具有成千上萬個數據點，而且這只是一個無線電收發器的數據點而已;如果系統搭載多個天線的話，MIMO設定的電路排列數量也會持續增加。隨著可能的設定組合數量激增，要避免測試時間延長便會是相當困難的挑戰。

圖1. 以常見的WLAN接收器程序框圖為例，可以看出每個組件都具有多重增益階段，因此一個接收器可能會有成千上萬種不同的增益設定。

NI PXI矢量信號收發儀與LabVIEW FPGA

為了解決這類測試時間的挑戰，Qualcomm Atheros采用了NI PXIe-5644R矢量信號收發儀。由于NI PXIe-5644R內建FPGA，所以可通過矢量信號收發器內的射頻信號發生器/分析器，同時控制芯片的數字界面。

一般而言，FPGA的程序設計必須通過VHSIC硬件描述語言或Verilog。但許多工程師和科學家并不熟悉這些復雜的語言，或是需要特定的工具，才能針對高階抽象層提高設計產能，進而簡化FPGA代碼的生成流程。由于LabVIEW能夠清楚地表現并行架構和數據流，非常適用于FPGA程序的編寫，所以用戶不論有沒有傳統FPGA設計的經驗都能高效運用可重新配置硬件的功能。

Qualcomm Atheros采用LabVIEW來設計NI矢量信號收發器的FPGA，以便控制待測設備并處理數據。儀器內部即可執行處理程序，無需通過總線來回傳輸至控制器，因此有助于大幅提升測試速度。

圖2. Qualcomm Atheros采用LabVIEW來設計NI矢量信號收發儀的FPGA，藉由數字方式來控制待測設備。

傳統的堆疊式儀器測量通常會受限于最佳的評估增益表選項。因此Qualcomm Atheros的團隊必須通過反復評估才能找出最終的解決方案，每次評估都得還原增益表特性。這是相當緩慢的流程，每次評估都會產生大約40個重要數據點。

改用NI PXI矢量信號收發儀之后，測試速度變快了，所以我們可執行完整的增益表掃頻，而不是去反覆評估。這樣一來，Qualcomm Atheros的團隊即可在單一設備的每次測試掃頻中，全面測試無線電運作的特性，進而采集全部共300,000個數據點，以便確切判斷出最理想的運作設置。鑒于這樣的數據操作流程，我們能以前所未有的方式掌握設備的運作狀況，負責團隊即可探索以前從未設想過的運作機制。