引言

中電科儀器儀表公司生產(chǎn)的Ceyear4051信號(hào)/頻譜分析儀是國(guó)內(nèi)高性能信號(hào)分析儀的代表作品，目前其頻率覆蓋范圍最高已達(dá)67GHz，分析帶寬達(dá)到500MHz，具備20多種分析功能選件。本文就Ceyear4051信號(hào)/頻譜分析儀在無(wú)線通信信號(hào)測(cè)試應(yīng)用中針對(duì)IEEE802.11a/g信號(hào)的解調(diào)測(cè)試做簡(jiǎn)單介紹。

基本原理

IEEE802.11a/g標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)采用分組協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PPDU)進(jìn)行傳輸，一個(gè)PPDU即為一個(gè)脈沖，PPDU幀格式內(nèi)部包含了傳輸信號(hào)的調(diào)制方式、傳輸速率等眾多信息，PPDU幀結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1、IEEE802.11a幀結(jié)構(gòu)

PPDU的結(jié)構(gòu)包括PLCP（Physical Layer Convergence Procedure）前導(dǎo)、PLCP頭、PSDU（Physical Sub-layer Data Unit）、尾比特和補(bǔ)零比特。PLCP前導(dǎo)：用于信號(hào)檢測(cè)、頻偏估計(jì)、信道估計(jì)等，由10個(gè)短訓(xùn)練符號(hào)和2個(gè)長(zhǎng)訓(xùn)練符號(hào)構(gòu)成。

PLCP 頭：包括LENGTH(數(shù)據(jù)長(zhǎng)度)、RATE(數(shù)據(jù)傳輸速率)、一個(gè)保留位、一個(gè)奇偶校驗(yàn)位、尾比特以及服務(wù)域，從調(diào)制的角度來(lái)看，LENGTH，RATE，保留位，奇偶校驗(yàn)位再附加6個(gè)尾比特組成了一個(gè)OFDM符號(hào)，命名為SIGNAL，SIGNAL傳輸時(shí)采用BPSK調(diào)制和1/2的編碼效率。

PLCP頭的服務(wù)域（SERVICE）以及PSDU(附加6個(gè)零的尾比特和填充比特)組成了數(shù)據(jù)段(DATA)。其中，信號(hào)域的速率以及長(zhǎng)度位決定著數(shù)據(jù)域的比特率、調(diào)制方式、編碼速率等一系列參數(shù)。

解調(diào)測(cè)試主要根據(jù)IEEE802.11a/g信號(hào)幀結(jié)構(gòu)，對(duì)捕獲的PPDU脈沖經(jīng)過(guò)同步、信道估計(jì)等處理實(shí)現(xiàn)PCLP頭的解析，得到數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度、調(diào)制方式等一系列調(diào)制參數(shù)，然后利用解析得到的調(diào)制參數(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)段的解調(diào)，最后利用解調(diào)得到的測(cè)量信號(hào)與參考信號(hào)進(jìn)行誤差參數(shù)的計(jì)算。

功能特點(diǎn)

（1） 具備豐富的視圖顯示功能，包含時(shí)域搜索視圖、時(shí)域波形視圖、星座圖、頻譜圖、誤差矢量譜、增益不平衡vs.載波、正交誤差vs.載波、誤差表、符號(hào)表等9幅視圖；

（2） 既可進(jìn)行一鍵式自動(dòng)測(cè)試，也可由用戶(hù)進(jìn)行手動(dòng)設(shè)置，其子載波間隔、保護(hù)間隔、符號(hào)定時(shí)調(diào)整、解調(diào)類(lèi)型、同步方式、均衡訓(xùn)練模式以及Evm閾值、頻率偏移閾值等均可由用戶(hù)手動(dòng)修改；

（3） 誤差表提供豐富的誤差參數(shù)計(jì)算結(jié)果，包括Rms Evm、Peak Evm、導(dǎo)頻Evm、數(shù)據(jù)域Evm、頻率誤差、原點(diǎn)偏移、正交誤差、增益不平衡、平均突發(fā)功率、峰值突發(fā)功率、功率峰均比等誤差參數(shù)，同時(shí)顯示解析的調(diào)試方式、傳輸速率、符號(hào)個(gè)數(shù)、編碼效率等調(diào)制參數(shù)。

測(cè)試步驟

（1） 首先進(jìn)入IEEE802.11a解調(diào)測(cè)試功能界面，選擇【模式】、【W(wǎng)LAN信號(hào)分析】，此時(shí)即進(jìn)入WLAN信號(hào)分析界面。然后選定測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，選擇【測(cè)量】、【802.11a/g】即選定了IEEE802.11a/g標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)測(cè)量功能選擇【調(diào)制精度測(cè)試】。

（2） IEEE802.11a/g信號(hào)的傳輸采用脈沖形式，因此其解調(diào)測(cè)試首先是對(duì)其PPDU脈沖的捕獲。選擇【測(cè)量設(shè)置】、【測(cè)量時(shí)間】,然后【搜索長(zhǎng)度】設(shè)置合適的值，由【顯示】、【窗口類(lèi)型】選擇【時(shí)域搜索】窗口，觀測(cè)時(shí)域搜索窗口，時(shí)域搜索長(zhǎng)度必須確保大于一個(gè)完整PPDU脈沖。時(shí)域搜索視圖如圖2所示

圖2、時(shí)域搜索視圖

（3） 其余設(shè)置采用默認(rèn)設(shè)置即可進(jìn)行自動(dòng)解調(diào)，其解調(diào)界面如圖3所示。

圖3、自動(dòng)解調(diào)測(cè)試

（4） 選擇【測(cè)量設(shè)置】、【測(cè)量時(shí)間】，通過(guò)對(duì)【測(cè)量間隔】、【測(cè)量偏移】、【分析長(zhǎng)度】等進(jìn)行設(shè)置，可以對(duì)PPDU脈沖進(jìn)行選時(shí)分析。

（5） 選擇【測(cè)量設(shè)置】、【高級(jí)設(shè)置】，通過(guò)設(shè)置【符號(hào)定時(shí)調(diào)整】，可以調(diào)整OFDM符號(hào)解調(diào)起始位置，從而避開(kāi)OFDM符號(hào)間的碼間干擾。

（6） 選擇【測(cè)量設(shè)置】、【高級(jí)設(shè)置】、【導(dǎo)頻跟蹤】，可以對(duì)【幅度跟蹤】、【相位跟蹤】、【定時(shí)跟蹤】進(jìn)行設(shè)置。由于均衡器不夠理想，不能隨著PPDU脈沖長(zhǎng)度的增加而變化，而通過(guò)對(duì)導(dǎo)頻信號(hào)的幅度跟蹤、相位跟蹤、定時(shí)跟蹤來(lái)修正數(shù)據(jù)子載波信號(hào)可以改善解調(diào)效果，

（7） 選擇【測(cè)量設(shè)置】、【高級(jí)設(shè)置】、【均衡訓(xùn)練】，可以選擇【同步訓(xùn)練序列】或【同步訓(xùn)練序列&數(shù)據(jù)】進(jìn)行均衡。同步訓(xùn)練序列&數(shù)據(jù)均衡可以得到更加精確的信道估計(jì)，但處理方法更加復(fù)雜，默認(rèn)均衡方式為采用同步訓(xùn)練序列均衡。

（8） 選擇【測(cè)量設(shè)置】、【子載波】菜單，可以選擇【全部】、【導(dǎo)頻】、【單個(gè)】三種子載波選擇分析模式，選定【全部】則分析全部子載波，選擇【導(dǎo)頻】則只分析導(dǎo)頻子載波，選擇【單個(gè)】則分析選定的單個(gè)子載波。子載波選擇分析視圖如圖4所示。

圖4、子載波選擇分析

（9） 選擇【顯示】、【窗口類(lèi)型】，可以進(jìn)行不同窗口切換，選擇【正交誤差vs.子載波】、【增益不平衡vs.子載波】，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)每個(gè)子載波上的正交誤差及增益不平衡進(jìn)行分析。正交誤差vs.子載波、增益不平衡vs.子載波視圖如圖5所示

圖5、正交誤差及增益不平衡分析

（10） 選擇【顯示】、【窗口類(lèi)型】，選擇【誤差表】、【符號(hào)表】，可以觀測(cè)調(diào)制誤差參數(shù)及解調(diào)碼流。符號(hào)表及誤差參數(shù)表如圖6所示。

圖6、符號(hào)表及誤差參數(shù)表