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1、利用 ACK 应答测量 WLAN接收机指标的方法介绍来源：电子发烧友网作者： litepoint 导读 WLAN 设备接收机测试传统的方法是仪表发射一定数量的数据包后，查询DUT正确接收的数量， 然后计算误包率。这种方法需要有查询DUT的操作， 不仅需要DUT的控制指令或软件支持，而且增加了实现的复杂度和时间开销。莱特波特公司WLAN 测试仪 IQxel 创新的提出利用IEEE802.11 规范中定义的ACK应答机制测量接收机指标的方法，不仅简化了测试过程，也提高了测试效率。关键词： WLAN 测试 LitePoint无线测试在 WLAN 设备测试中，接收机测试是最耗时的测试项目。不仅是发射具
2、有统计意义足够数量的数据包需要一定的时间，而且下行信号播放完后还需要查询DUT获得误包率（PER ）结果。而IEEE 标准中定义的接收应答（ACKowledgement）机制为接收机测试提供了另外一种更高效的方法。目前主流的WLAN 测试仪IQxel ，不仅提供了优异的性能和测试速度，而且在 WLAN 测试中引入了许多创新的特性。本文介绍的接收机ACK测试方法就是其中之一。1. IEEE802.11协议中 ACK应答机制WLAN信号在开放空间中传输，容易受到各种干扰、频率选择性衰落、群时延等因素影响。为保证发送的数据包被接收机正确接收解调，IEEE 802.11e为基于 802.11 协议的
3、WLAN体系添加了QoS特性。 Wi-Fi组织为了保证不同WLAN 厂商提供QoS的设备之间可以互通，定义了 WMM（Wi-Fi Multimedia ，Wi-Fi 多媒体） 标准。 WMM 标准使 WLAN 网络具备了提供QoS服务的能力。 WMM 通过将数据报文划分为4个接入分类（ AC， access categories）队列，高优先级AC占用信道的机会高于低优先级AC ，从而能针对每类报文提供不同级别的服务。ACK应答机制是WLAN 信号实现QoS的重要手段。 当 AP或 STA收到一个数据帧， 检测 FCS（frame check sequence，校验序列）正确，并且发送的数据帧
4、要求ACK应答时， AP或 STA需要发送ACK应答信号。 ACK策略有两种：Normal ACK 和 No ACK 。Normal ACK 对每个发送的单播报文，接收者在成功接收后都发送一个ACK回应。 No ACK在通信质量较好，环境干扰较少的情况下， 可以设置某一个优先级的流不需要ACK报文回复进行确认，以节省回复的ACK帧占用的信道资源。No ACK策略能有效提高传输效率，但也有可能造成丢包问题。IEEE 802.11 标准规定组播、广播帧不回复ACK 。有些对时延要求非常高的服务，采用No ACK策略或者 Block Ack策略。在实验室和生产线测试WLAN 设备接收机指标时，我们通
5、常采用的是 Normal ACK 的波形文件。数据包的交互过程如图1所示。图1 Rx 测试中 Tester 和 DUT的交互2. 通过统计ACK应答帧来计算PER通过上面的介绍，读者肯定会联想到，WLAN设备接收机测试中可以在仪表端通过计数DUT回复的 ACK帧直接得到误包率PER 。绝大多数矢量信号源（VSG ）无法实现这种功能，因为无法检测DUT返回的 ACK数据包。而 IQxel 通过专利的创新硬件设计，在播放测试射频信号时，也可以检测返回的ACK数据包。不仅可以统计ACK数量，也可以报告ACK应答时间、功率等指标。接收机测试中，IQxel 在播放完规定的数据包后，就可以直接统计出DUT
6、的误包率。 即节省了查询DUT的时间， 也不需要 DUT的软件支持。3. IQxel RXPER测量方法IQxel 将 ACK应答测试PER的方式命名为RXPER ，并且提供了手动和程序控制两种方式实现。首先我们介绍手动测量方法。通过任意浏览器登录IQxel操作界面并进入WLAN测试界面后，可以在界面上部看到RXPER 的按钮。点击后可以在VSG操作标签下执行RXPER 测试。测试步骤如下：a. 首先选择合适的波形文件（waveform） ，确保 MAC 地址和一些标识位（flag ）的设置正确，仪表播放的波形文件能够被DUT正确接收。b. 点击上传按钮（Upload ） ，加载要播放的波形文
7、件查看SIFS， ACK timeout等时间设置。不同数据速率的波形文件，这些设置参数是不一样的。c. 打开 VSAResult 标签，将Power VS. Time图标拖拽到结果显示区域。在数据包发送结束的位置，可以看到MPS 的时间，如下图所示：图2 查看 Rx 测试波形文件数据帧持续时间a. 将仪表 VSG端口用射频电缆连接到DUT测试接口。b. 进入 VSGHardware标签页，单击屏幕上方的RXPER 。VSG Hardware 标签会变换到相应的 RXPER 测试设置。在屏幕左侧MPS RXPER Sweep Test标签框中，用户可以选择在单个功率点测试RXPER （Sing
8、le ） ，也可以选择以设定的步进扫描一定的功率范围来测试多个功率点的 RXPER（ Sweep ） 。 我们首先选择单功率点的Single进行测试。在 MPS Rx PER Settings的标签框中设置如下参数：图3 RxPER测试结果（选择FPC模式发射 1000个数据包）如果选择 Sweep的测试模式， 参数设置类似， 可以在 VSGResults 中拖拽显示扫描的各个功率点RXPER Sweep Results 的结果表格。4. RxPER 在测试软件中的应用为了方便用户在程序开发中实现RXPER 功能，IQxel 的控制接口函数库IQmeasure 中定义了 RxPER测试的函数LP_IQXEL_Fast_Per （）和 LP_IQXEL_FastPer_SweepxPER （） 。感兴趣的读者请联系莱特波特工程师索要RXPER 测试的参考代码。原文作者： LitePoint公司 FAE工程师吕文、周武林、梁君显
