由于業(yè)界正在不斷尋求更低的測試成本，許多RF測試工程師必須繼續(xù)地縮短測量時間。如你所知，無線網(wǎng)絡(luò)（WLAN）裝置的測試操作也必須要迎合這個趨勢。無論是用于設(shè)計檢驗的自動化測試系統(tǒng)或者是最終產(chǎn)品的測試操作，測試系統(tǒng)的測量速度已經(jīng)變得越來越重要。然而，在大多數(shù)情況下，除了縮短測試的時間并降低測試成本之外，系統(tǒng)的測量精度與可重復(fù)性卻不能受到影響。這篇技術(shù)文章將針對WLAN測量操作，說明可能影響測量速度的多個權(quán)衡要素。在了解了相關(guān)概念之后，還將針對提供測試系統(tǒng)的測量速度，提供更好的實踐說明。本技術(shù)文章將按照順序?qū)ο铝幸剡M行說明：平均度與可重復(fù)性；完整脈沖與部分脈沖的EVM；復(fù)合測量與單一測量；測量頻跨與測量時間，最后是CPU與測量時間的關(guān)系。針對上述相關(guān)的要素，本技術(shù)文章將通過NI PXIe-5663 -- 6.6 GHz RF矢量信號分析儀來進行范例測量操作。這些實例使用NI PXIe-5673 -- 6.6 GHz RF矢量信號發(fā)生器作為激勵。而且所有的范例都使用了NI WLAN測量套件（Measurement Suite），其中包括NI LabVIEW與LabWindows?/CVI的信號產(chǎn)生與分析工具包來搭建測量平臺。若要進一步了解應(yīng)該如何設(shè)置PXI WLAN測試系統(tǒng)，可以參閱配置軟件定義的WLAN測試系統(tǒng)。雖然這篇技術(shù)文章著重于PXI RF儀器的操作，但相同的基本測量要素也可能通用于任何RF儀器。因此，無論是PXI儀器與傳統(tǒng)的RF儀器，都可以通過這篇技術(shù)文件來提高相關(guān)的性能。

　　權(quán)衡要素1 – 平均度與可重復(fù)性

　　無論是自動化設(shè)計檢驗還是生產(chǎn)測試方面的應(yīng)用，提升測量結(jié)果可重復(fù)性的常見技術(shù)，就是平均多次測量的結(jié)果。然而，如果要設(shè)定大量的平均值來提高測量結(jié)果的可重復(fù)性，將會增加測量的時間，一般來說，總體的測量時間可以通過平均值的次數(shù)而進行線性的調(diào)整。因此，如果單一測量操作需要用時20ms，那么相同的測量結(jié)果10次取平均的時候，就將花費近200ms。

　　更進一步來看，由于平均操作可以將不可重復(fù)的減損（Impairment）- 如加性高斯白噪聲（Additive white Gaussian noise，AWGN）在多次測量之間進行抵消，因此可以有效地提高可重復(fù)性。如果要了解平均操作對可重復(fù)性的影響，就可以使用NI PXIe-5673 RF矢量信號發(fā)生器與NI PXIe-5663 RF矢量信號分析儀來執(zhí)行環(huán)回測試。通過上述裝置，可以在2.412GHz上產(chǎn)生802.11g正交頻分多工（OFDM），-10dBm功率強度的RF信號。同樣的，使用4種不同信號種類– BPSK （6 Mbps）、QPSK （18 Mbps）、16-QAM （24 Mbps），與 64-QAM （54 Mbps）就可以了解脈沖的大小與調(diào)制類型對測量時間的影響。如果使用1024位的有效載荷，那么每種信號類型都將具有不同數(shù)量的OFDM符號。舉例來說，BPSK脈沖將具有343個符號，而64-QAM脈沖將使用39個符號。因此，每種信號類型的脈沖間隔也不一樣，表1顯示了不同類型脈沖寬度的不同。

　　表1 802.11a/g可變數(shù)據(jù)傳輸率的調(diào)制方式，脈沖間隔以及符號數(shù)

　　誤差矢量強度（EVM）測量操作可以提供完整的信號調(diào)制質(zhì)量。在EVM測量操作中，有兩種內(nèi)置的方法可以展現(xiàn)平均的結(jié)果。針對IEEE802.11a/g脈沖，測量的結(jié)果將覆蓋各個OFDM子載波與符號。以EVM的均方根（RMS）表示。根據(jù)表1來看，應(yīng)該可以直接看出脈沖中的符號數(shù)量，而且如果EVM是較低的6Mbps（BPSK）數(shù)據(jù)傳輸率，應(yīng)該可以產(chǎn)生超過54Mbps脈沖的可重復(fù)測量操作。從而可以得知較長脈沖也具有較多的符號。但是，僅當(dāng)EVM是通過完整脈沖（而非特定部分脈沖）表現(xiàn)為RMS時，上述的假說才是成立的。權(quán)衡要素2將針對部分脈沖進行分析，說明相關(guān)的可重復(fù)性。

　　在一般的情況下，我們可以假設(shè)：在執(zhí)行較長脈沖的測量操作的時候，將可以產(chǎn)生更多的可重復(fù)的EVM結(jié)果。圖1顯示了平均次數(shù)與測量標(biāo)準(zhǔn)偏差之間的關(guān)系。這些測量操作都是通過NI PXIe-5673 RF矢量信號發(fā)生器和NI PXIe-5663 RF矢量信號分析儀來進行的。使用-10dBm的RF平均功率，并且將這兩種儀器的中間頻率均設(shè)定為2.412GHz。

　　圖1 平均操作可以降低測量平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差

　　圖1展示了當(dāng)每次測量操作所使用的平均次數(shù)增加的時候，1000次EVM測量的標(biāo)準(zhǔn)偏差將隨之降低。請注意，由于 圖1 所使用的信號源是RF矢量信號發(fā)生器- 專門為了產(chǎn)生可重復(fù)的信號而設(shè)計的產(chǎn)品，所以圖1中的EVM與標(biāo)準(zhǔn)偏差均大大好于802.11g轉(zhuǎn)換器所可能產(chǎn)生的實際情況。因此，可以將圖1顯示的結(jié)果作為可重復(fù)性的標(biāo)準(zhǔn)。并且，請注意，只有以絕對測量值（Absolute measurement value）表示的測量其可重復(fù)性才有意義。一般來說，只要測試儀器的EVM標(biāo)準(zhǔn)越高，其可重復(fù)性的影響就越小。表2則顯示測量操作設(shè)定為10次平均時的EVM結(jié)果。

　　表2 EVM與調(diào)制類型保持相對的一致性

　　表2 顯示，無論調(diào)制方式的不同所測得EVM將趁于一致，然而，這也表示使用者可以通過較長的脈沖來獲得較好的標(biāo)準(zhǔn)偏差。當(dāng)然也將需要測量更多的符號。舉例來說，如果進行10次平均就可以在64-QAM信號上達到0.081dB的標(biāo)準(zhǔn)偏差，那么當(dāng)測量BPSK信號的完整脈沖時，只需要5次平均就可以達到相同的標(biāo)準(zhǔn)偏差。

　　一般來說，只需要花費較長的測量時間，就可以通過平均操作來達到較低的標(biāo)準(zhǔn)偏差結(jié)果。表3就以54Mbps脈沖來說明了這種關(guān)系，請注意，表3的測量時間包含 了門控功率和EVM測量操作。

　　表 3. 測量時間隨著平均次數(shù)的增加而增加

　　在表3中，我們使用PXIe-5663 RF矢量信號分析儀與一套NI PXIe-8106控制器執(zhí)行復(fù)合的EVM與門控功率測量操作。EVM是由完整脈沖的RMS計算所得；而且其中的平均值與標(biāo)準(zhǔn)偏差是以超過1000次的測量操作所計算得出的。表3則說明，測量時間與平均次數(shù)之間那趨于線性的關(guān)系。NI WLAN分析工具包使用了所謂的非同步提取（Asynchronous fetching）技術(shù)，即當(dāng)分析儀提取出新的記錄的時候，也同時處理以前的記錄。因此，使用者不需要受到線性時間（Linear time）的限制就可以對多次平均進行測量操作。另外，還請注意表3所列出的單次平均的EVM與功率測量將花費9.4ms，但如果將平均次數(shù)設(shè)定在10次，測量操作就僅花費了63.6ms，即每次的平均耗時為6.3ms。