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克服MIMO無線區(qū)域網路生產測試新挑戰(zhàn)
摘要: 落實MIMO WLAN產品的優(yōu)點,就必須在生產制造的過程中,,量測會影響MIMO效能的每一項因素,。這不僅需要進行所有傳統(tǒng)的WLAN量測,以確保每一個MIMO頻道都能正確地運作,,還必須檢查頻道間的串訊(或隔離度),。不難瞭解如果測試計畫無法驗證特定的MIMO效能,那么一些可能嚴重影響MIMO能力的生產問題或許就無法被檢測出來了,。需要有健全完整的測試方法和技術,,才能確保新的MIMO WLAN產品的品質、可靠度及效能,。
Abstract:
Key words :

        輸入與多重輸出(MIMO)技術可說是自數字通信問世以來,,無線通訊技術最重要的下一個發(fā)展。許多新的無線通信標準都包含MIMO選項,,但目前為止,,最引人矚目的標準就屬美國電子電機工程師協(xié)會(IEEE)的802.11n無線區(qū)域網路(WLAN)標準了。雖然這項標準目前仍處于草案階段,,但市面上已經可以買到具有MIMO優(yōu)點的Pre-802.11n WLAN設備,。各方評論這項設備的結果顯示,MIMO技術確實可行,,運用這項技術,,不需增加頻寬或輸出功率,,即可大幅提高WLAN設備的資料速率和范圍。

        MO的好處也不是平白享有,,不用付出代價的,。若要具備MIMO的能力,就必須在通訊連結的兩端使用多組發(fā)射器和接收器,,除了會為產品增加成本和帶來額外的復雜度以外,也可能對生產和終程測試的成本造成極大的影響,。另外,,為了得到MIMO系統(tǒng)可以提高效能的好處,發(fā)射器和接收器本身的效能也必須大幅優(yōu)于我們對現有正交分頻多工(OFDM)WLAN標準(如802.11g)的期待,。伴隨新的效能要求而來的是,,所使用的生產測試系統(tǒng)必須克服新的挑戰(zhàn),才能確保產品符合品質及效能要求的目標,。而最值得關注的一點,,則是有無可能在發(fā)射器和接收器的數目變成兩倍、三倍,、甚至四倍,,而且規(guī)格要求更嚴格的情形下,依然把測試成本" title="測試成本">測試成本控制在802.11a/g系統(tǒng)的水準,?

生產測試方法" title="測試方法">測試方法的比較
     
       AN制造商可以選擇MIMO測試要使用的測試設備" title="測試設備">測試設備類型和供應商,,為了避免增加測試時間" title="測試時間">測試時間,有必要謹慎地選擇可以維持品質又能限制測試成本的方法,。過去據以選擇傳統(tǒng)測試用的設備所依循的論點依舊適用于MIMO(參考資料2,、3),然而,,除了要維持可接受的測試時間以外,,也有必要測試待測裝置(DUT)是否具有夠高的MIMO效能。測試方法通常有四種選擇:

  • 傳統(tǒng)方法 - 黃金樣品(Golden Radio,,GR),、頻譜分析儀加功率錶 
  •  GR加支援單一頻道的單機式測試儀(One Box Tester,OBT)
  • 支援單一頻道的OBT
  • 支援多頻道的OBT或多部OBT

     

        多年來,,WLAN生產都嘗試使用傳統(tǒng)的測試方法,,早年之所以會採行這種方法純粹是因為沒有專用的WLAN測試儀器。這種方法有一些缺點,,包括發(fā)射器(TX)的測試涵蓋范圍差,,以及GR的支援性有限等。既沒有簡單的方法可以驗證TX的品質,,而且因為使用的是特殊的測試模式,,所以GR的方法也只適用于裝置類型相符的測試,。

        類型的裝置或新的標準出現時,通常會採用GR的方法,,部分原因是未必會有適用的測試設備可以解調出新的信號,。在生產初期使用GR還能驗證通信協(xié)定和媒體存取控制器(MAC),而經過一段時間后,,隨著產量的提高,,通常可以轉向使用OBT,,而逐步停用GR,。

       于傳統(tǒng)的測試方法,使用GR加單一部OBT確實有一些優(yōu)點,。OBT應該可以提供高效能的解調能力,,以便測試所有重要的TX參數,除了功率和頻譜量測" title="量測">量測以外,,還包括誤差向量的值(EVM),、載波洩漏、以及頻譜平坦度等,。運用OBT可以準確地校準GR的輸出,,且可以使用GR,在模擬的MIMO條件下量測接收器的靈敏度,。這樣做需要使用一個簡單的頻道模擬網路,,或只要直接將DUT的接收器(RX)連接到GR的TX,加上適當的衰減就行了,。至于如何使用支援單一頻道的OBT來量測多個MIMO頻道的問題仍需要加以解決,,足夠的測試涵蓋范圍和可接受的測試時間是很重要的,本文稍后會加以探討,。 

       從生產測試的角度來看,,採用單一部OBT是最簡單的方法,完全沒有使用GR的缺點,,而且可以提供傳統(tǒng)方法具備的所有其它重要的量測能力,。然而,必須要去瞭解的是:要用什么方法才能維持測試時間在可接受的范圍,,且能涵蓋所有的MIMO測試項目,。 

       理論上,支援多頻道的OBT或多部OBT應該能解決上述所有的問題,,但代價是成本較高,。如果可以觸發(fā)OBT來同時量測或產生多個信號,那么測試時間就可以與非MIMO的裝置近似,。由于多頻道的產生器或分析儀可以測試出DUT真實的MIMO效能,,因此可以涵蓋完整的MIMO測試項目,。這種方法的最大問題在于測試的成本,舉例來說,,具有三組頻道的DUT會需要使用一部含三個頻道的產生器和分析儀,,或三部連接在一起的OBT,以進行適當的觸發(fā)測試,。對某些WLAN制造商來說,,可能無法接受這么高的測試設備成本,尤其是如果這種方法的優(yōu)點又無法證明成本增加是值得的話,。 

       表1列出了上述每一種方法的優(yōu)缺點,,表格最左邊這一欄是制造商在架設生產線時,通常會考慮的幾個主要因素,,其重要性依序遞減。

 

 

表1:生產測試方法的比較

 

 

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