空-時(shí)分組編碼(STBC)
STBC用另一種方式實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)天線(xiàn)的利用,它利用空間和時(shí)間分集來(lái)提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴IMO數(shù)據(jù)流在特定的時(shí)間被從一個(gè)代碼字或代碼序列處理成矢量符號(hào),如圖5所示。之后,整個(gè)代碼字變成一個(gè)矩陣,其內(nèi)部的每行數(shù)據(jù)都在相同的天線(xiàn)上傳送,而每個(gè)列的數(shù)據(jù)則在相同的時(shí)間傳送。接下來(lái)的任務(wù)就是在接收機(jī)端如何設(shè)計(jì)一個(gè)有最佳距離屬性的代碼了(即便是對(duì)隨機(jī)變化的信道而言)。
STBC與SM不同,它不會(huì)提高M(jìn)IMO設(shè)備在相同時(shí)間傳送的數(shù)據(jù)流的數(shù)量,因此也不會(huì)直接提高無(wú)線(xiàn)傳送的吞吐量。然而,STBC能提高傳輸?shù)目煽啃裕绕涫窃谛诺罈l件很差的情況下。這樣,相同的信噪比情況下我們就能采用更高的調(diào)制和編碼率,因而,STBC具有間接提高線(xiàn)路吞吐量的能力。
圖5:空-時(shí)分組代碼
生產(chǎn)過(guò)程中MIMO系統(tǒng)中容易出問(wèn)題的方面
任何生產(chǎn)過(guò)程都會(huì)受到潛在錯(cuò)誤和過(guò)程變異的影響。因此,在開(kāi)發(fā)MIMO測(cè)試方案時(shí)了解生產(chǎn)過(guò)程中的潛在失效點(diǎn)并準(zhǔn)備好篩查方案是非常有用的工作。
· 焊接缺陷
焊接缺陷很可能是所有電子系統(tǒng)中第一大設(shè)備失效原因。嚴(yán)重缺陷可能會(huì)導(dǎo)致全系統(tǒng)的故障,因此很容易篩查,但是微小的缺陷就較難發(fā)現(xiàn)。這種缺陷可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的性能下降,但不至于整機(jī)故障。MIMO系統(tǒng)由于其在實(shí)際應(yīng)用中所具有的功能而特別容易掩蓋這種問(wèn)題。
例如:如果以一次一條鏈路(發(fā)射機(jī)或接收機(jī))的方式對(duì)MIMO系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試,那么某些特定的性能問(wèn)題,如某個(gè)焊接不好的解偶電容器,就可能無(wú)法被發(fā)現(xiàn)。這類(lèi)問(wèn)題只有在所有發(fā)射機(jī)在最大功率輸出工作時(shí)才能被注意到。除非我們驗(yàn)證系統(tǒng)的最高數(shù)據(jù)傳輸速率,否則我們可能查不出這類(lèi)生產(chǎn)測(cè)試中的問(wèn)題。但是,使用這種蒙混過(guò)關(guān)產(chǎn)品的最終用戶(hù),很可能會(huì)在諸如平板電腦與電視機(jī)的視頻傳送過(guò)程中發(fā)覺(jué)類(lèi)似欠佳的性能(如解析不充分的視頻),這最終會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品退貨甚至產(chǎn)品品牌形象的受損。
· TX/RX開(kāi)關(guān)性能
典型的WLAN系統(tǒng)一般都是半雙工系統(tǒng),因此包含一個(gè)發(fā)送/接收(TX/RX)開(kāi)關(guān),用于在信號(hào)的發(fā)送和接收之間進(jìn)行切換,如圖6所示。此開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)速度正是影響系統(tǒng)性能的關(guān)鍵所在。典型的系統(tǒng)中,此開(kāi)關(guān)必須具備在幾十個(gè)微秒內(nèi)完成發(fā)送/接收切換的能力,否則將引起傳輸數(shù)據(jù)的丟包現(xiàn)象。
圖6:WLAN系統(tǒng)中的TX/RX開(kāi)關(guān)
控制線(xiàn)路中的解耦電容器有時(shí)會(huì)有焊接不良的情況,此外,表面貼裝流程中自動(dòng)裝配機(jī)上有時(shí)還會(huì)裝上容值不正確的元件。容值略微增加幾個(gè)微法(μF)便會(huì)引起切換穩(wěn)定時(shí)間的延長(zhǎng)并影響系統(tǒng)的性能。
· 串?dāng)_問(wèn)題
正如前文所提,MIMO系統(tǒng)需依賴(lài)發(fā)送或接收數(shù)據(jù)流之間合理的隔離度才能實(shí)現(xiàn)最佳的性能。圖7顯示出一個(gè)MIMO系統(tǒng)中可能會(huì)產(chǎn)生的串?dāng)_路徑。
圖7:串?dāng)_或耦合問(wèn)題
驗(yàn)證不同路徑之間隔離情況的唯一方法就是確保所有的路徑都在同時(shí)工作。這就需要多個(gè)信號(hào)發(fā)射機(jī)和信號(hào)接收機(jī)來(lái)對(duì)這些路徑進(jìn)行同步測(cè)試。如果每條鏈路單獨(dú)測(cè)試,那么隔離度問(wèn)題就難以發(fā)覺(jué)。
此外,隨著平板電腦和智能手機(jī)越來(lái)越緊湊的外殼內(nèi)需裝配的電子元件變得越來(lái)越多,精密的機(jī)械裝配和公差也已成為確保隔離度的必要條件。生產(chǎn)過(guò)程中一個(gè)裝配不良的射頻(RF)襯墊往往會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)中泄露通道的產(chǎn)生。
· 發(fā)熱問(wèn)題
最后,我們必須考慮MIMO系統(tǒng)測(cè)試過(guò)程中的發(fā)熱問(wèn)題。信號(hào)發(fā)射機(jī)的性能尤其容易因溫度的差異而發(fā)生變化。如果一次只對(duì)一條鏈路進(jìn)行測(cè)試,那么潛在的發(fā)熱方面的問(wèn)題(如增益下降,失真加劇)就可能不會(huì)表現(xiàn)出來(lái)。只有讓所有的射頻鏈路同時(shí)工作,才能使系統(tǒng)承受合理的負(fù)荷水平(見(jiàn)圖8)。
圖8:MIMO系統(tǒng)中的發(fā)熱問(wèn)題
以上只是生產(chǎn)過(guò)程中可能發(fā)生的關(guān)于MIMO系統(tǒng)性能的幾個(gè)問(wèn)題。雖然這些問(wèn)題可能不會(huì)經(jīng)常發(fā)生,但一旦發(fā)生,它們就會(huì)引起明顯的性能下降(但不大會(huì)引起整個(gè)系統(tǒng)的故障)。
隨著視頻數(shù)據(jù)越來(lái)越多地依靠WLAN MIMO系統(tǒng)傳輸,峰值數(shù)據(jù)傳輸性能正變得越來(lái)越重要。這些類(lèi)型的缺陷無(wú)疑將引起應(yīng)用設(shè)備性能的不良,因此我們需采取最佳的方法來(lái)篩查這些問(wèn)題。
在下一部分內(nèi)容中,我們將考查WLAN MIMO測(cè)試的幾個(gè)不同方法以及我們采用不同技術(shù)所能獲得的測(cè)試覆蓋率的不同水平。
MIMO測(cè)試
MIMO測(cè)試方法概述
MIMO測(cè)試方法共有四種:多重SISO,切換式MIMO,復(fù)合MIMO,和真實(shí)MIMO。圖9中列出了各種測(cè)試方法的配置方式。
圖9:MIMO測(cè)試配置方式歸納
多重SISO
此測(cè)試方法采用一個(gè)矢量信號(hào)分析儀(VSA)和一個(gè)矢量信號(hào)發(fā)生器(VSG)。此方法中 MIMO待測(cè)裝置(DUT)被看作一個(gè)多重SISO裝置,對(duì)于發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的每個(gè)MIMO支路都進(jìn)行單獨(dú)測(cè)試。這種測(cè)試方法實(shí)質(zhì)上是對(duì)每個(gè)MIMO支路的多次SISO重復(fù)測(cè)試,它是最基本的MIMO測(cè)試方法,曾被用于早期的MIMO裝置的生產(chǎn)過(guò)程中。
圖10:多重SISO測(cè)量
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