开端的无线区域网路(WLAN)规范首要用于为有线宽频连线供给低材料传输率的无线连线，以便阅读网页与电子邮件。跟着时刻的演进，选用新的802.11无线协议为新运用供给了更高材料传输率。表1显现802.11 WLAN规范的发展。
仍在草案方式的最新802.11ac WLAN规范将在单一射频(RF)通道供给高达867Mbps的材料传输率，并在运用多重输入多重输出(MIMO)通道时到达6.93Gbps。藉着选用 更即时的频宽(提升至160MHz)、更多的MIMO通道(最多至8个)，以及高密度调变的星座图(到达256QAM)，可将802.11n规范扩展成更 高的 802.11ac 材料传输率。本文讨论对802.11ac 这些新的必要条件施加于功率放大器的规划验证、特性及测验的需求。
表1：802.11 WLAN协议发展
功率放大器测验
功率放大器(power amplifier，PA)是WLAN发射器电路中的要害元件，因为PA效能会影响无线掩盖、材料传输率容量及电池寿数。任何发射器PA的方针都是尽或许 运用很少的DC功率以发生满足的线性RF输出功率。当输出功率增加到放大器的增益紧缩区时，PA效能因为PA非线性失真而可主导WLAN体系级的发射器效 能。举动设备与无线接取点一般传输介于100mW (+20dBm)与1W(+30dBm)之间的RF输出功率，且PA有必要能发生具有最少非线性失真的满足功率。
针对PA测验，一套完好的IEEE 802.11ac特定发射器相容性测验适用于进行包含频谱遮罩、频谱平整性、峰值功率、中心频率差错、符号时脉频率差错、中心频率走漏，以及差错向量巨细(EVM)等测验。本文将进一步讨论EVM测验——这是一项全面性且广泛运用于PA测验的技能。EVM是用于量化数位通讯通道效能的丈量值，并从其于I/Q星座图内抱负位 置中所撷取到的编码材料符号供给误差丈量。均方根EVM是全面性的丈量值，在RF信号或设备中的任何缺点都会使其下降。因而对WLAN发射器规划而 言，PA在其输出功率与通道频率的完好作业规模内需求可接受的EVM效果。
因为802.11ac包含具有2.5%(-32dB) EVM规范约束的256QAM群集，故PA线性度和对应的EVM效果必要条件比前期的802.11规范更严厉，而PA对802.11n的EVM效果约束在 大约3%、PA对802.11ac的EVM效果约束则大约在1.5%。此外，新的256QAM信号调变具有更高的峰值均值比率(PAR)，也增加在 802.11ac传输器规划内的PA其所必要的线性输出功率。
图1：用于PA测验的测验设备架构图
图1显现运用ZEC仪器z8201 RF测验套件进行PA测验的一般测验设备架构图。一般的设备清单包含z8651 6GHz向量信号剖析仪(VSA)(可选择80或160MHz剖析频宽)、z8751 6GHz向量信号发生器(VSG)(可选择250或500MHz)调变频宽、z5211 200MS/s恣意波形发生器、可视需求选用瓢虫科技(Ladybug Technologies) LB480A USB功率计、PXI/PXIe机箱与主电脑，以及电缆、定向耦合器与衰减器。
因为PA输入与输出功率由VSG与VSA设定及丈量，因 此可视需求选用USB功率计与相关定向耦合器。功率计供给以定向耦合器在待测物(DUT)测得更精确的PA输入与输出功率校对丈量值。VSA与VSG一般 可精确至< 0.5dB，而功率计能精确至<0.1 dB。有必要预先校对用于衰减器以及运用功率计装备时用于定向耦合器的校对因子。
PA EVM
一般关于PA的EVM测验会藉由许多测验频率丈量EVM相关于PA的输出功 率。图2显现运用z8201 RF测验套件进行一般PA EVM测验实践所测得的材料曲线。这些曲线显现在输入功率30dB规模内，进行测验的悉数五个80MHz 802.11ac通道频率都适用于PA。实践的PA输出功率运用功率计测得，并供给材料给图2曲线的水平轴。
在这项测验中，在悉数 150个测验点中有5个通道频率和30个功率。PXI/PXIe高度整合测验设备架构的一项优势是快速材料传输量与处理速度。在150种测验情况下，总测 试时刻与具有比如LAN或GPIB介面的其他测验设备相较可大幅削减。对z8201 RF测验套件与zProtocol WLAN软体而言，供给典范编码将802.11ac测验的设置及作业最佳化，以到达每个EVM丈量值皆为快速的20ms。
讨论图2所显 示的实践PA测验材料时，可发现EVM在高输出功率时下降。跟着PA输出功率增加到其增益紧缩区，呈现非线性失真并构成EVM增加。此项EVM功率扫描测 试辨识出PA的线性功率区，这对WLAN发射器的规划考量是要害因素。此外，为了达到对802.11ac低于1.5% EVM的临界值，此特定PA可达到最大+10dBm线性输出功率;尽管此PA是专为802.11n发射器所规划且运作杰出，但对没有比如数位预失真等附加 线性化技能的802.11ac 发射器规划而言，其线性输出功率为缺乏。
图2：PA EVM与输出功率比较
动态EVM
对体系级WLAN发射器规划而言，电池寿数和功率耗费都是重要考量。因为PA发射会耗费明显部份的总体系DC功率，因而有必要透过一些技能来削减PA功率 运用。许多PA供给可调整的DC供给电压，相关于DC功率耗费最佳化最大RF输出功率，且大多数PA可在不运用时断电或停用以节约功率，比如进行接纳或在 传输期间介于封包之间。为了最大化功率效益，PA有必要具有快速的敞开与封闭切换时刻。图3显现在具有50%作业周期的脉冲作业下，示波器所撷取的PA致能 (PA EN)与RF脉冲信号相对时脉。请留意在此测验设置内将PA EN脉冲与RF信号之间的可调整推迟设定为2.0us。在PA EN与RF信号之间的时刻差量最小时呈现最高的DC功率效益，但短推迟可对RF信号加剧暂态效应。
图3：PA致能(黄色)与RF脉冲(蓝色)的时域曲线图
因为PA的供电/断电作业或许构成暂态及热效应而下降发射器效能，因而一般测验另一种称为动态EVM的衡量。动态EVM以施加于PA EN模仿发射器的实践动态作业方波进行丈量。动态EVM的下降起因于影响在封包开端的前序信号，并构成缺点通道估量的PA暂态向应。研讨显现具有50%工 作周期方波的动态EVM比静态EVM (具有100%作业周期的PA EN)更不适用于PA EN。
运用图1所显现的测验设备，动态EVM测验是以PXI/PXIe体系而彻底自动化。运用PXI/PXIe底板触发器与时脉信号达到动态EVM丈量 值的悉数时刻同步化。图1方块图显现z5211恣意波形发生器(AWG)，其发生具有可调整电压巨细、脉冲宽度、脉冲推迟以及重复率的PA EN脉冲。
图4实践的PA测验材料显现动态EVM直到+18dBm输出功率都比静态EVM还差。关于此特定PA，动态EVM在+18dBm输出功率以上比静态 EVM更佳。如之前所留意，因为动态EVM丈量PA在实践脉冲作业形式下运用时的效能，因而这种型式的PA动态EVM丈量值对发射器规划考量至关重要。
图4：PA动态EVM与作业周期比较 数位预失真
以高输出功率改善PA线性度是一项应战。数位预失真(DPD)是用于藉着数位信号处理技能基本上去除失真的一种技能。对比如z8201 RF测验套件的组合式VSA/VSG测验体系而言，软体东西可简化及自动化DPD。基本上，软体模型用于以VSA丈量PA的非线性度，并构成适用于VSG 的反向作业;在完结DPD补偿时，预失真的VSG RF信号施加于有用线性化PA输出的PA。
一些802.11ac WLAN收发器晶片组选用DPD技能改善PA线性度。为了量化在具有DPD的电路中可完成的改善程度，测验设备有必要能在PA特性剖析期间进行DPD。除了 z8201 RF测验套件与zProtocol WLAN软体外，ZEC仪器的DPD软体东西与对应的典范编码还供给敏捷又简易的办法，以评价PA或发射器规划DPD。因为DPD演算法要求 VSG/VSA仪器撷取多个相邻通道，因而DPD运用要求比如z8201 RF测验套件的宽丈量值频宽。
图5显现PA在其非线性区内作业时，DPD在源于非线性失真的相邻通道走漏(ACL)所具有的改善;相同重要的是如图6所显现能够DPD达到的EVM改进。这两张图都描绘出运用zProtocol WLAN与DPD软体以z8201 RF测验套件所获得的实践材料。
图5：以DPD下降PA相邻通道走漏
图6：以 DPD 改进PA EVM
测验设备
对 802.11ac测验而言，测验设备的杂讯层、相位杂讯、互调失真及频内突波信号都有必要最小化，以防止下降所测得的PA EVM效能。图7显现在所测得PA DUT EVM上的测验设备剩余EVM效应。
图7：在所测得DUT EVM上的测验设备剩余EVM效应
图8显现z8201 RF测验套件是由具有高达160MHz丈量值频宽的6GHz VSG/VSA 整合所组成。除了宽丈量值频宽外，z8201 RF测验套件还供给802.11ac设备特性剖析与测验所必要的低杂讯与失真。z8201 RF测验套件对20MHz 802.11ac供给低至0.3%的破例回反剩余EVM底，而对160MHz 802.11ac供给0.7%(相位追寻、前序信号扶引材料等化);此外，增加z8801 LO模组的z8221 RF测验套件对20MHz 802.11ac 达到低至 0.2% 的剩余 EVM 底，而对 160 MHz 802.11ac 达到为 0.4%。
图8：z8201 PXI或PXIe RF测验套件
zProtocol WLAN软体东西组包含图9所显现的直觉图形运用者介面(GUI)，以及便于自动化的全面性C/C++/LabVIEW软体驱动程式。z8201 RF测验套件结合zProtocol WLAN软体，对802.11测验供给完好的解决方案，包含WLAN协议的一切方面，包含：
一切调变频宽：160MHz、80MHz、40MHz及20MHz
一切调变编码方案(MCS)与位元率：BPSK到256QAM
一切通道频率：2.4GHz与5GHz频带
MIMO串流：X2至X8
图9：zProtocol WLAN测验软体GUI
典范自动化编码供给有价值的参阅演示自动化运用事例，并答应运用者以少量的附加程式规划或整合开端进行特性剖析或规划验证。本文中描绘的一切特定PA测验都可获得，可从ZTEC仪器网站下载作为典范编码。
结语
本文讨论新的802.11ac WLAN规范施加于功率放大器(PA)的规划验证、特性剖析及测验需求。具有对802.11ac限于大约1.5%的PA EVM效果，PA与RF测验设备需求更高的线性度及动态规模必要条件。本文针对802.11ac的PA测验定义出有助于测验设备最佳化的许多技能，这些技 术与z8201 RF测验套件、zProtocol WLAN软体一起运用，为802.11ac WLAN发射器规划作业供给用于量化PA效能的完好解决方案。
