1、关于信令测验的故事
在WiFi大规模运用前，大都WiFi产品在开发阶段选用直接嵌入WiFi模块的办法来完结WiFi功用，乃至WiFi芯片厂家也仅大略丈量一下芯片功能即出产出厂。可是，跟着WiFi网络的大规模掩盖和运用，对WiFi产品的功能要求越来越高，因而测验WiFi射频目标的要求应运而生。
在业界，许多规划公司、测验实验室、工厂选用非信令办法来测验WiFi产品，这在出产阶段是适宜的，可是在研制阶段是否满足?这儿却有着一个风趣的信令测验的故事。
2016年的某天，某闻名网络产品公司技能负责人致电寻求技能支持：咱们的无线路由器遇到了一个困惑：咱们某款路由器运用于实践WiFi网络中时，WiFi终端接入十分困难。可是咱们运用测验东西检测此路由器，它的一切物理射频目标都十分优异。不知道是为什么?
我来到了测验现场看到：WiFi路由器受控于芯片公司的测验东西，其WiFi发射机目标在非信令测验仪上显现：不管功率、EVM仍是频谱等目标都是正常的。这到底是什么原因导致WiFi终端接入困难呢?
咱们想到了运用信令综测仪模仿实践网络以验证状况。成果有了新的发现：在信令形式下，WiFi路由器的发射机目标显现不再正常：符号时钟严峻失锁(Symbol Clock Error)。咱们敏捷更换了基带电路的锁相环，问题得以顺畅处理。
这，又是为什么呢?
2、信令测验原理及其共同的效果
• 首要，咱们先了解信令测验与非信令测验的机理
信令测验(Signaling measurement)。
WiFi的信令测验是指模仿实践网络的呼叫衔接，经过AP与Station彼此握手音讯交互完结信号衔接，仪器扮演Station或AP人物来完结与被测件的无线衔接，并测验被测件的无线功能目标的测验。
非信令测验.(No Signaling measurement)
经过进入WiFi芯片的工厂测验形式，直接操控射频模块发送指定功率、指定频率或操控芯片接纳指定数据包，外表直接丈量被测件的物理层射频目标，没有MAC层以上的协议交互。
• 接着，咱们了解WiFi信令衔接进程中的同步机理
咱们知道，无线信号传输有两种办法：
一种是播送办法，信号继续发射，因而同步能够经过长期的盯梢比对来完结，此办法比较简单完结同步，如移动通讯的LTE、WCDMA等通讯技能;
别的一种是包交流办法，信号为单帧发射，需求在短时刻秒内精确地捕捉到数据包的鸿沟，然后完结精确的同步，如WiFi的通讯技能。
因而，在WiFi衔接中，对同步的要求是较高的。
总的来说，WiFi的同步进程包含三大部分：时刻估量、频率同步、信道估量。咱们逐个剖析如下：
时刻估量
图1、时刻估量
· 包同步
首要咱们介绍包同步。包同步是时刻同步的第一步，完结对传输包边缘的大致估量。
当 的值高于指定门限时，判别为此时数据包发送，不然，判定无数据发送，然后取得数据包的鸿沟。
(公式一)
a) 接纳信号电平rn,当输入信号为噪声时rn=mn， 处于较低电平。当有信号输入时，将会有一个敏捷上升的上升沿，由此得到信号边缘。可是，因为无法界说精确适宜门限，导致触发或许会偏早或偏迟。因而此种办法判别信号边缘将会导致必定的差错。这仅仅时刻鸿沟的开始估量。
图2、接纳电平强度检测
b) 第二步，为进一步进步精确度：选用双滑动窗口，mn为两个窗口信号累计的比值，这样的优点是信号到来时也会呈现显着的凸起，且与输入信号的肯定功率无关，这样上升沿无需纠结门限凹凸，它都会输出一个较实时峻峭触发，由此可简单地大致捕捉到传输数据包的边缘。这便是双滑动窗捕捉。
图3、双滑动窗捕捉原理
c) 实践上经过第二步算法来捕捉时刻边缘依然不行精确，因而会在第三步选用试探针包捕捉来完结精确的时刻估量。经过发送图四结构的自相关性十分好的短、长练习序列及包含时延的逻辑电路运算完结精确无误的时刻同步。
图4、WiFi的试探针结构
图5、双滑动窗及时延相关检测的完结办法
d) 从上面的完结办法能够知道：包同步的完结是经过对信号的AD转化、累计、时延、比对和运算完结的，由基带部分判别完结。假如基带部分呈现推迟、或运算过错，将会导致时刻鸿沟的判别差错增大乃至无法复原。非信令测验只会对产品的射频部分的无线物理目标验证，不触及基带。而因为信令测验需求完结协议交互、编解码，有必要经过基带部分完结，因而，信令测验能够对基带部分完结的时刻估量功能进行量化测验。因而，关于研制、测验部分来说，信令测验是有较好的验证效果的。
· 采样时钟承认
咱们知道，当WiFi的OFDM信号采样时钟呈现差错的时分，会呈现两种成果：
a) 采样到的符号(symbol)在规则时刻点呈现纤细颤动，即信号的相位将呈现旋转，到达必定程度时，将无法康复信号;
b) 因为采样时钟的差错，导致符号间搅扰(ISI)，然后导致信号的SNR变差。
推理如下：
采样时钟差错：
(公式二)
受影响的信噪比：
(公式三)
由此导致的相位差错为：
(公式四)
因而，需求选用锁相环+压控晶振或固定频点晶振来完结对频率差错的纠正：
图6、选用锁相环+压控晶振或固定频点晶振来完结对频率差错的纠正
c) 当AP或Station的晶振呈现问题的时分，将会呈现采样频率失锁问题。咱们看到，这一部分也是在基带部分来完结的。假如仅仅选用非信令的办法丈量AP或Station，那仅仅丈量AP、Station的射频部分，采样时钟失锁是无法检测到的。
· 频率同步
在WiFi同步进程中，与时刻同步相同，频率同步也同样地重要。
因为咱们知道，WiFi技能中，特别是选用OFDM技能的802.11n, AC等制式对频率过错十分灵敏。
频率过错会直接导致导致信号的SNR恶化：
(公式五)
引起频率差错的原因主要为来自：相邻子载波的搅扰(ICI)及各子载波的功率回退。相邻子载波的%&&&&&%I导致SNR变差简单了解，而各子载波功率回退导致的频率差错需求解释一下：
OFDM选用的是各正交子载波的功率峰值处传送数据，假如在正交频点处功率呈现回退，意味着峰值不在正交频率处呈现，解调数据时将在子载波频率邻近寻觅峰值取得承载数据，也就意味着当子载波功率峰值呈现偏移，即峰值对应的频率呈现偏移，不再正交，即呈现所谓的“频率差错”。严峻者将导致过错解调传输数据乃至无法解调。
咱们知道：OFDM的子载波完结是经过基带的FFT+串并转化完结的，因而，基带运算的精确与否以及基带电路是否呈现异常，都会直接影响信号的FFT改换的精确性和精度，然后影响频率差错巨细，然后影响信号的SNR。
图7、OFDM的子载波完结办法
· 信道估量
最终，在完结了时刻同步、频率同步后，进入信道估量，由此确保数据得到正确解调。
见图四，C1、C2便是为试探针用于信道估量部分信息。填写的是相关性十分好的长练习序列码字。
咱们界说一路接纳信号为R、传输矩阵为H，练习序列为X，噪声为W，因而：
(公式六)
这样，信道估量矩阵能够经过两路(假定信号为两路信号，实践或许为多路，同理)，则经过两路接纳信号别离与相应的练习序列相乘，即可复原出本来的信号出来：
(公式七)
由此，咱们看到：经过测验信号试探针里的C1、C2部分，可完结对传输信道模型的估量，得到精确的传输模型，完结对接纳信号解调。
咱们看到：在这个信道估量的进程中，试探针的C1、C2解调(相乘)，也是在基带完结的。假如此基带部分呈现问题，将导致信道估量异常、无法解析数据。
3、回忆
当咱们明晰地了解了WiFi时刻同步、频率同步、信道估量的完结机理的时分，咱们回过头来对文章最初的信令测验故事做一个回忆：
在实践网络中，当WiFi的OFDM信号采样时钟呈现差错的时分，会呈现两种成果：
· 采样到的符号(symbol)在规则时刻点呈现纤细颤动，即信号的相位将呈现旋转，到达必定程度时，将无法康复信号;
· 因为采样时钟的差错，导致符号间搅扰(ISI)，然后导致信号的SNR变差：
可是，非信令测验却无法发现符号时钟失锁(Symbol Clock Error)。因为当非信令测验的时分，东西直接经过工厂测验形式直接操控射频前端输出指定频率、指定功率的射频无基带信息承载的物理层信号，东西底子没有启用办理采样时钟同步、符号同步的基带部分，仅仅经过射频触发办法完结同步丈量。因而无法验证基带部分是否作业正常，成果导致上例的“在实践网络服务中WiFi终端接入困难”问题无法在出厂前被发现。但假如选用信令综测仪就能发现这一问题。
其实，它便是因为基带电路的锁相环呈现问题，导致采样时钟差错，然后导致采样符号相位回转、因而符号颤动，严峻者导致解析过错。一起，也导致符号间串扰严峻，最终导致路由器过错、乃至无法解析接入信号，接入请求无法辨认，成果当然便是——接入困难乃至无法接入。
当咱们更换了锁相环后，问题方便的解决。此处，信令测验表现出了它共同的效果。
4、定论
由上描绘可知：WiFi的同步分为三大部分：时刻同步、频率同步、信道估量。时刻同步取得数据包的时刻鸿沟;频率同步用于纠正频率差错，取得精确的与通讯方共同频率;信道估量能够经过解调试探针办法取得精确的信道估量模型，然后确保顺畅解调信号。这个从“信号接纳电平强度检测”到“承认信号传输模型”的同步进程中，任何一步的缺失，都会或许导致较差的EVM，或许恶化的SNR，或许直接导致无法解调信号。因而，在产品研制规划、测验阶段，假如运用信令测验办法，就能承认产品的基带部分、射频部分是否正常作业，无线功能是否到达标准要求。
信令测验或许会发现某些非信令测验无法发现的被测件基带部分存在的问题，为咱们处理问题供给有利的原始数据。主张运用RS公司独有的CMW270 WiFi信令测验计划，其计划除了能够验证的WiFi AP或Station产品(包含基带、射频部分)是否契合Wlan无线标准测验要求外，乃至还能够测验LTE与WiFi共存状况下的彼此影响联系。
图8、RS公司CMW270 WiFi信令测验计划
