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Wifi射频接纳功能的测验办法

WiFi(WirelessFidelity)手机是一种新兴的基于WiFi技术的VOIP电话。使用这种手机可以将模拟语音信号转换为数据包的形式,通过热点(AccessPoi

WiFi(WirelessFidelity)手机是一种新式的依据WiFi技能的VOIP电话。运用这种手机能够将模仿语音信号转换为数据包的方式,经过热门(AccessPoint)接入依据IP协议的互联网上进行传输,然后接打电话。与传统固话比较,WiFi手机的资费十分廉价,但运用的条件是,WiFi手机只要在热门掩盖规模以内才干进行通话。但热门的掩盖规模往往十分有限。

有两种办法能够增大热门的掩盖规模:一是进步热门发射功率和进步手机接纳灵敏度,但热门的发射功率不可能无限制地被进步,所以一起还有必要进步手机的接纳灵敏度来增大热门掩盖规模。依据自由空间传输损耗公式[1]:L(dB)=32.4+20×lgd(km)+20×lgf(MHz)  

由此能够得出结论:在自由空间的抱负情况下,手机接纳灵敏度每添加6dB,便可使热门的掩盖规模增大1倍。所以,进步WiFi手机的接纳目标有十分实践的含义。要进步WiFi手机的接纳功用,首要就有必要精确地测验出其接纳目标,然后才干对其进行改善,终究进步整个体系的功用。

在802.11体系中[2],信息是以帧为单位进行传输的,因而可用误帧率对接纳功用进行核算剖析,而在PHS体系中,是以误码率来界说接纳功用目标的[3]。不管在对接纳目标的界说上仍是在接纳功用的测验办法上,WiFi体系和PHS体系均存在较大差异。所以,文中将侧重对WiFi射频接纳功用的测验办法进行剖析,并给出一种通用的解决方案。

1、射频接纳目标及测验进程

1.1、射频接纳目标的界说

依据IEEE802.11b标准,有3项较为要害的射频接纳目标界说如下[4]:
1)接纳机最小输入电平灵敏度 关于在天线连接器上测得的-76dBm的输入电平而言,若PSDU的长度为1024个字节,其误帧率(FER)应小于8%;
2)接纳机最大输入电平 关于在接纳端天线上测得的-10dBm的最大输入电平而言,若PSDU长度为1024个字节,则其误帧率(FER)最大应为8%;
3)接纳机邻道按捺 接纳机邻道按捺在每一信道组中的距离,不小于25MHz的恣意2个信道间邻道搅扰信号功率与有用信号功率的比值。关于选用11Mbit/sCCK调制的FER值为8%以及长度为1024字节的PSDU而言,邻道按捺有必要不小于35dB。

1.2、误帧率

在上面3项目标的界说中,均提及了1个十分重要的参数:误帧率,即传输进程中丢失和犯错的帧数和发送总帧数的比值。只要取得正确的误帧率,才干精确地测验出上述3项接纳功用目标。实验室建立的接纳功用测验渠道,见图1.

在图1的测验渠道上,由PC为信号源供给必定帧格局的I/Q信号波形文件,并由信号源宣布必定数量的帧。一起,DUT在PC的操控下,对这些帧进行接纳解调,求得相应的误帧率。然后依据误帧率来调理信号源的发射功率,直到误帧率正好满意目标要求,此刻便能取得DUT相应的接纳功用目标。但在这个渠道上,要取得正确的误帧率,也存在2个难点:

1)信号源宣布的帧格局有必要满意DUT的要求。不同芯片供货商供给的芯片对帧格局的要求是不同的,若满意不了芯片对帧格局的需求,DUT便不能正确核算收到的正确帧数,然后导致误帧率的核算错误;

2)信号源要能保证宣布必定数意图帧,若信号源宣布的总帧数都不能确认,误帧率便无法核算。

2、帧结构剖析

不同的芯片供货商在测验芯片接纳功用时,往往选用不同的帧格局。只要帧格局满意要求,才干核算出正确的收帧数,取得精确的误帧率。常见的WiFi芯片供货商Agere、Philips在接纳测验时,对帧格局的要求也各不相同。文中首要针对Agere和Philips的帧格局要求进行详细剖析[5-6]。

2.1、帧的构成进程

在802.11DSSS体系中,帧的构成包括以下4个进程。

2.1.1 MSDU的构成 

MSDU是MACServiceDataUnit的缩写,被称为MAC层事务数据单元,是最原始的待发送数据信息。

2.1.2 MPDU的构成 

MPDU(MACProtocolDataUnit)被称为MAC层协议数据单元。它是将MSDU按必定帧结构封装后取得的待发数据信息,见图2。封装进程包括在MSDU前加上MAC帧头和在后边加上帧查验序列。

2.1.3 PSDU的构成 

PSDU(PLCPServiceDataUnit)被称为PLCP子层事务数据单元,实践便是从MAC层传来的MPDU信息。

2.1.4 PPDU的构成 

PPDU(PLCPProtocolDataUnit),被称为PLCP子层协议数据单元。它是将PSDU依照特定的帧格局进行数据封装后的数据包,具体说来便是在PSDU前面再加上PLCP前导码和PLCP报头,见图3.PPDU是终究将经由物理介质发送出去的数据封装。

2.2、PPDU格局

帧格局[7]的修正悉数由PC的软件(WinIQsim或SignalStudio)完结,PC传输给信号源的I/Q波形文件已确认了帧格局。软件中首要是使MPDU满意芯片要求,而PPDU则主动生成的,所以这儿只介绍PPDU格局。

整个PLCP前导码和报头选用1Mbit/sDBPSK调制进行发射,发送的数据均选用反应加扰器加扰。SYNC字段由128个加扰的“1”组成,被用来和接纳方进行必要的同步操作;SFD被用以指示依靠与PHY的参数在PLCP前导码中的开端;Signal字段指示发送(和接纳)MPDU应选用的调制速率;Service字段为预留字段;Length字段用以指示发送MPDU所需的微秒数;CRC-16字段依据CCITTCRC-16标准核算出Signal、Service和Length字段的CRC校验码并一起发送,完结帧查验序列维护。

2.3、MPDU

MPDU一般包括3个部分,见图3.
①MAC帧头,包括帧操控、持续时间、地址及序列操控信息;
②可变长度的全体,包括依据帧类型的特定信息;
③帧查验序列(FCS),包括IEEE32bit的循环冗余码(CRC)。

2.4、帧操控字段的结构

帧操控字段尽管只要16个字节,但却包括了用于解说帧其他部分的悉数信息,见图4.

1)协议版别:当时总是0,其他为保存值,不为0则丢掉;  
2)类型和子类型:这2个字段一起标识帧的类型和功用。802.11中总包括3种帧:操控帧、数据帧和办理帧。每种帧类型又分为几种子类型。几种常用的帧类型见表1.  
3)去往DS和来自DS字段:辅佐确认帧的终究传输地址;  
4)多分段符号:代表数据超越2312字节,将被分红多个数据包传送;  
5)重传字段:辨认当时帧是否为1个数据帧的重传复制;  
6)功率办理字段:代表STA的节能状况;  
7)多数据符号字段:代表STA有更多的数据需求发送;  
8)排序字段:代表当时帧是数据帧,并依照有严厉序列要求的帧类型发送数据;  
9)持续时间/ID字段:记录了数据的持续时间数,该时间数将被用来使其他STA更新自己的矢量网络分配。

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