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无线局域网络基频发射拈测验体系

近年来已有不少公司推出高速数据采集卡(HighSpeedDataAcquisitionCard),并且声称可以应用在军用雷达信号分析、超声信号分析、数字广播信号分析,或是喷墨式墨盒系统测试等各个方面。

近年来已有不少公司推出高速数据收集卡 (High Speed Data Acquisition Card), 而且宣称能够使用在军用雷达信号剖析、超声信号剖析、数字播送信号剖析,或是喷墨式墨盒体系测验等各个方面。仔细观察一下这些高速数据收集卡的标准: 20~100 MS/s 的采样频率,30~60MHz 的带宽,能够供多组模仿信号一起输入,一起模仿输入的规模可经过软件挑选… 等等,的确是有条件能够担任上述使用,惋惜能在报章杂志上见到的使用实例并不多, 也因而无法一窥其间的症结与奥妙。基于此原因,本文拟以凌华科技最近推出的PXI-9820 高速数据收集卡为中心,规划一套本钱低价、 功用弹性且适于很多仿制的WLAN发射模块实时差错向量起伏(real-time Error Vector Magnitude, EVM)测验体系,以期能提供给芯片规划与体系出产厂商另一个考虑方向。

体系构成

该体系共分红三大部份:WLAN发射模块、高速数据收集卡及操控器模块、软件接口和EVM核算剖析软件模块。

1. WLAN发射模块:

1) 市售无线网卡(802.11.a) + card bus: WLAN发射模块主体。

2) Analog Device Instrument (ADI) 的Evaluation board: 将I+,I–,Q+,Q–差分信号转为单端输出电路之I,Q信号。

2. 高速数据收集卡及操控器模块:

1) ADLINK PXI-3800: Pentium-M 1.6GHz PXI 操控器,实时信号处理。

2) ADLINK PXIS-2506: 3U 6-slot PXI 便携式机箱。

3) ADLINK PXI-9820: 3U PXI 65MS/s,14-bit digitizer with on-board 128MB SDRAM,收集IQ 信号。

3. 软件接口和EVM核算剖析软件模块:

1) ADLINK in-house 无线网卡信号操控程序:操控WLAN卡重复的发生传送封包(frame)并传送封包。

2) ADLINK in-house 实时 I-Q 信号剖析程序:进行离散快速傅利叶转化,64-QAM,核算EVM等。

PXI-3800操控器履行无线网卡信号操控程序,经过 card bus 使无线网卡不断的输出待量测的Tx 信号。由于网卡上的输出信号为I+,I–,Q+,Q–的差分信号 (differential ended),可是咱们用的信号收集卡为2个通道(channel)的单端输入(single ended),所以需要用一个转化电路来完结差分信号转化单端输出,这部份咱们用Analog Device Instrument (ADI) 的Evaluation board来加以完结。最终将这个待剖析的基频IQ信号输入PXI-9820,并以in house 的实时 I-Q 信号剖析程序在PXI-3800上进行FFT、 EVM等剖析。图2则为实践的基频发射模块测验体系。

原理

在 IEEE 802.11a 的标准中界说了如图3的无线局域网络传送/接纳的作业原理,物理层(physical layer,PHY)选用正交频分复用 (OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing)的技能,将不同频率载波中的很多信号兼并成单一的信号,完结信号传送。在发射端 (Tx, Transmitter),每个信号封包(frame)传送之前先使用反快速傅利叶转化(IFFT)来调变传送的信号;接着再使用相位-振幅调变 (IQ modulation,I: in-phase,Q: quadrature) 别离将相位-振幅信号取出;最终用射频 (RF,Radio Frequency) 电路将信号从基频(base band) 上变频到 5G Hz的频带再传送出去。接纳端 (Rx,Receiver)则是先将射频(RF,Radio Frequency)信号降频到基频,再别离解调变出 IQ 信号后,使用快速傅利叶转化(FFT)复原每一个传送的信号封包。

为了聚集本文的主题–高速数据收集卡的使用实例,咱们在WLAN电路与信号处理上做了几个简化:

(1) 越过RF射频电路,直接纳集Base band基频的信号来剖析。

(2) IQ 解调变电路是以两片ADI 的Evaluation board来完结。

(3) 时序同步与采样时钟同步等议题并不特别评论。咱们在单端的 IQ信号之后界说了一个简略的阈值(threshold value) ,让接纳端能够在解调子载波前找到符号鸿沟(symbol boundary)。

(4) 并未完结细部的信号处理技巧(比如data descrambler/convolutional encoder/data interleaving/normalize average power/windowing function…)

经过咱们实践完结的体系作用来看,上述的简化对本文的意图尚可承受。

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