开始的无线局域网络规范，主要是用于对有线宽频衔接供给低数据传输率无线衔接，以进行网页阅读和电子邮件收发。跟着时刻的演进，新的802.11无线协议可为新的运用供给更高的数据传输率。现在的802.11ac WLAN规范，可在单一射频通道供给高达867Mbps的数据传输率，并在运用MIMO通道时高达6.93Gbps。因为选用了更即时的频宽(提高至160MHz)、更多的MIMO通道(最多8个)，以及高密度调变的星座图(高达256QAM)，将802.11n规范扩展成了如此高的802.11ac数据传输率。
功率放大器测验
功率放大器(PA)是WLAN发射器电路中的要害组件，因为PA功能会影响无线掩盖规模、数据传输率容量和电池寿数。任何发射器PA的方针都是尽可能运用很少的DC功率以发生满足的线性RF输出功率。当输出功率添加到放大器的增益紧缩区时，PA功能因为PA非线性失真而可主导WLAN体系级的发射器功能。移动设备与无线热门一般传输根据100mW(+20dBm)与1W(+30dBm)之间的RF输出功率，且PA有必要能发生带有最少非线性失真的满足功率。对PA测验而言，一套完好的IEEE 802.11ac特定的发射器验证测验包含：
●频谱遮罩(Spectrum Mask)
●频谱平整性
●峰值功率
●中心频率差错
●符号时钟频率差错(Symbol Clock Frequency Error)
●中心频率走漏(Center Frequency Leakage)
●差错向量起伏(Error Vector Magnitude, EVM)
本文将进一步扩展EVM测验，该测验是全面且广泛运用于PA测验的技能。EVM是一项用来量化数字通信信道的功能的测验，并供给捕获到的编码数据字符与I/Q星座图内抱负方位的差错丈量。均方根EVM是一项全面性的丈量值，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在其输出功率与信道频率的完好操作规模内，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，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802.11n中的PA EVM效果约束在大约3%，而802.11ac中的PA EVM效果则大约约束在1.5%。此外，新的256QAM信号调变具有更高的峰值均值比率(PAR)，也添加在802.11ac发射器规划内的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Z8201RF测验套件进行PA测验的典型测验设备架构图。典型的设备清单包含：
●z8651 6GHz向量信号剖析仪(Vector Signal Analyzer,VSA)，可选择80或160MHz剖析频宽
●z8751 6GHz向量信号发生器(Vector Signal Generator,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Ladybug科技的LB480A USB功率计
●PXI/PXIe机箱与主机电脑
●电缆、定向耦合器和衰减器
因为PA输入与输出功率由VSG与VSA设定和丈量，因而可视需求选用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件(DUT)所测得的PA输入与输出功率更精确的校对丈量值。VSA与VSG一般可精确至<0.5dB,而功率计能精确至<0.1dB.用于衰减器和运用功率计装备时用于定向耦合器的校对因数有必要预先校对。
PA EVM
典型的 PA EVM测验，会经过许多测验频率丈量EVM相关于PA的输出功率。图2显现了运用z8201RF测验套件进行典型PA EVM测验所测得的实践丈量数据曲线。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信道频率都适用于PA。实践的PA输出功率运用功率计测得，并将这个数据作为图2中曲线的水平轴坐标。在这项测验中，有5个信道频率和30个功率的总计150个测验点。PXI/PIXe高度整合测验设备架构的一项优势是快速数据传输量和处理速度。在150种测验情况下，总丈量时刻与带有像LAN或PGIB接口的其他测验设备比较可大幅削减。z8201RF测验套件与zProtocl WLAN软件为802.11ac测验供给的设置和操作优化的示例编码，可以确保每个EVM测验都在20ms内完结。
评论图2所显现的实践PA测验数据时，可发现EVM在高速输出功率时下降。跟着PA输出功率添加到其增益紧缩区，非线性失真将会呈现，并构成EVM添加。此项EVM功率扫描测验识别出PA的线性功率区，是WLAN发射器规划考量的要害要素。需求留意的是，为了完结对802.11ac低于1.5% EVM的临界值，此特定PA可到达最大+10dBm线性输出功率;尽管此PA是专为802.11n发射器所规划且作业杰出，但对没有比方数字预失真的附加线性化技能的802.11ac发射器规划而言，其线性输出功率会显得不行。
图2:PA EVM与输出功率比照。
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的考虑要素。因为总体系DC功率的很大一部分是PA发射所耗费的，因而选用多种技能以削减PA功率运用显得很有必要。相关于DC功率耗费来说，许多PA供给可调整的DC供电电压，以优化最大的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，比方当接纳时，或许在传输期间介于封包之间时。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显现了示波器捕获的在50%占空比的脉冲条件下，PA的PA使能(PA EN)相关时序与RF信号。留意在此测验设备内将PA EN脉冲与RF信号之间的可调整推迟设定为2.0μs。在PA EN与RF信号之间的时刻距离最小时，DC功率效益最高，但短推迟会加剧RF信号的瞬时效应。
图3:PA使能(黄色)与RF脉冲(蓝色)的时域曲线。
因为PA的供电/断电操作可构成暂态及热效应而下降发射器功能，因而常常需求丈量被称为动态EVM的另一项目标。动态EVM经过方波脉冲施加于PA EN以仿照发射器的实践动态作业环境来进行丈量。动态EVM的下降是因为PA的瞬态呼应影响了封包的开始报头，并构成了缺点信道预算。经研讨标明具有50%占空比方波的动态EVM比静态EVM(具有100%占空比)更不适用于PA EN。
运用图1所示的测验设备，经过运用PXI/PXIe体系，动态EVM测验是彻底自动化的。运用PXI/PXIe底板触发器和时钟信号可完结动态EVM丈量的悉数时钟同步化。图1的块图显现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、脉冲推迟和重复率的PA EN脉冲。实践的PA测验数据如图4所示，在+18dBm输出功率以下，动态EVM都比静态EVM差。关于此特定PA，在+18dBm输出功率以上，动态EVM比静态EVM更佳。如之前所述，因为动态EVM可丈量PA在实践脉冲作业形式下的PA功能，所以这种典型的PA动态EVM丈量对发射器规划考量至关重要。
图4:PA动态EVM与占空比。 数字预失真
在高输出功率时，改进PA内的线性度是一项应战。数字预失真(DPD)是经过数字信号处理技能从本质上消除失真的一种技能。对组合式VSA/VSG测验体系而言，软件东西可简化和自动化DPD，比方z8201 RF测验套件。从本质上来说，软件模型经过VSA来丈量PA的非线性，并构成一个相反的运转状况施加在VSG上。当完结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收发器芯片组选用DPD技能以进步PA线性度。为量化在具有DPD的电路中将会完结的进步，测验设备有必要能在PA特性剖析期间履行DPD。与z8201RF测验套件和zProtocl WLAN软件一同，ZEC仪器的DPD软件东西和对应的示例代码供给快速而简易的办法，以评价PA或发射器规划的DPD。因为DPD算法要求VSG/VSA仪器捕获多个相邻信道，因而DPD运用要求像z8201RF测验套件这样的宽丈量带宽。
图5显现了PA在其非线性区内作业时，DPD因为非线性失真构成的相邻信道之上的走漏的改进。相同重要的是运用DPD可以完结EVM提高(如图6所示)。这两张图都描绘出运用zProtocol WLAN与DPD软件以z8201RF测验套件所得到的实践数据。
图5:运用DPD下降PA相邻信道走漏。
图6:运用DPD改进PA EVM
测验设备
对802.11ac测验而言，测验设备的本底噪声、相位噪声、交越失真和带内杂散信号都有必要最小化，以防止下降所测得的PA EVM功能。图7显现了在所测得PA DUT EVM上的测验设备剩余EVM的影响。
图7:在所测得DUT EVM上的测验设备剩余EVM的影响。
如前文所评论的，图8的z8201RF测验套件是由具有高达160MHz丈量频宽的6GHz VSG/VSA组合所组成。除了宽丈量频宽外，z8201RF测验套件还供给802.11ac设备特性剖析和测验所必要的低噪声和失真。
图8:z8201 PXI或PXIe RF测验套件。
zProtocol WLAN软件东西包括图9所显现的直观的图形运用界面(GUI)，以及便于自动化的综合性C/C++/LabVIEW软件驱动程序。Z8201RF测验套件结合zProtocol WLAN软件，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：160 MHz、80 MHz、40 MHz和20 MHz
●一切调变编码方案(Modulation Coding Schemes,MCS)和比特率：BPSK到256QAM
●一切信道频率：2.4GHz和5GHz频带
●MIMO数据流：×2到×8
图9:zProtocl WLAN测验软件GUI
定论
本文评论了新的802.11ac WLAN规范关于PA的规划验证、特性剖析和测验需求。因为802.11ac的PA EVM效果约束大约在1.5%左右，因而PA和RF测验设备需求更好的线性度和动态规模。本文胪陈了一些有助于优化802.11ac中PA测验的技能，这些技能与z8201RF测验套件跟zProtocol WLAN软件一同共同为802.11ac WLAN发射器规划内的量化PA功能供给了一个完好的解决方案。
