上一篇我們了解了WIFI 的TX射頻指標,今天我們再來看看在WIFI的RX射頻測試過程中,我們又會測試哪些指標?
一、Receiver Sensitivity(接收靈敏度)
接收靈敏度是指接收機在不超過一定誤碼率(11b:PER≤8%;其它:PER≤10%)的情況下,能夠接收到的最小信號功率,單位為dbm。無線傳輸?shù)慕邮侦`敏度類似于人類的聽力,在日常環(huán)境下,聽力越好的人捕捉細小聲音的能力越強。同理,無線設(shè)備接收靈敏度越高意味著可捕獲弱信號的能力越強,若接收的信號能量小于它的接收靈敏度時,無線設(shè)備將不會接收到信號。
接收靈敏度對于無線通信系統(tǒng)的性能至關(guān)重要。如果接收機的靈敏度較低,那么信號強度較弱的信號就無法被正確地接收和解碼,導(dǎo)致通信失敗或通信質(zhì)量下降。因此,提高接收靈敏度是提高無線通信系統(tǒng)性能的重要手段之一。在系統(tǒng)中一般可以通過在RX鏈路上增加LNA(低噪聲放大器)來提升靈敏度。那么問題來了?工程應(yīng)用中,組建無線局域網(wǎng)時,設(shè)備的靈敏度是否越高越好呢?歡迎留言討論!
系統(tǒng)間的干擾會導(dǎo)致無線設(shè)備靈敏度的下降,影響信號的正常接收,因此通常以無線設(shè)備靈敏度準則作為被干擾系統(tǒng)的保護準則。
那么靈敏度是如何計算的呢?下面有這樣一個公式:
S = 10lg(kTB)+ NF + SNR,即:接收靈敏度 = 10lg(帶寬范圍內(nèi)的熱噪聲功率) + 系統(tǒng)噪聲系數(shù) + 信噪比。
·S:接收靈敏度,單位是dBm。接收靈敏度值越小,說明接收機的接收性能越好。接收靈敏度值越大,說明接收機的接收性能越差。
·k:波爾茲曼常數(shù),單位是J/K。
·T:絕對溫度,單位是K。環(huán)境溫度越高,接收靈敏度就會變大,接收性能就會惡化,因此要盡量降低系統(tǒng)所在的環(huán)境溫度。
·B:信號帶寬,單位是Hz。信號帶寬越大,系統(tǒng)的噪聲系數(shù)越大,靈敏度就會變大,接收性能也會惡化。
·kTB:帶寬范圍內(nèi)的熱噪聲功率,單位是W,射頻鏈路中的電阻就具有熱噪聲。
·NF:系統(tǒng)噪聲系數(shù),單位是dB。
·SNR:信噪比,單位是dB。信噪比越小越好,這樣可以增加系統(tǒng)的接收性能。
實際工程中,設(shè)備靈敏度與我們選型的LNA(增益,噪聲系數(shù),穩(wěn)定系數(shù)等),電源,layout質(zhì)量等相關(guān)。
802.11中對各種協(xié)議下的不同帶寬,不同速率靈敏度都有明確的規(guī)定:
從以上標準中我們可以看到,帶寬每增加一倍,靈敏度要求就會降低3db,同時我們在工程應(yīng)用中需要注意接入點與終端的射頻指標不對對等的情況,往往終端的指標比接入點的差一些,所以系統(tǒng)通信的距離會受限于終端。
二、Receiver maximum input level(最大接收輸入電平)
最大接收電平是是指接收機在不超過一定誤碼率(11b:PER≤8%;其它:PER≤10%)的情況下,能夠接收到的最大信號功率,單位為dbm。理論上該指標是越大越好。接收器必須在該功率下正確運行而不會產(chǎn)生過多誤差。此指標主要是保證當(dāng)接入點與終端彼此靠近時,所遇到的強信號。設(shè)備仍能正常工作。其實這個指標可以與靈敏度對比來看,一個是最大值,一個是最小值。
系統(tǒng)中如果輸入電平超過了接收系統(tǒng)所能承受的最大值,可能會導(dǎo)致LNA的非線性失真,并增加誤碼率。同時也可能導(dǎo)致互調(diào)失真,信號混合并產(chǎn)生雜散,從而影響系統(tǒng)可靠性。
802.11中對各種協(xié)議的最大接收電平也有明確的規(guī)定(測試組網(wǎng)同靈敏度測試):
該指標在實際的應(yīng)用場景中,有很多地方體現(xiàn),比如一些高密度環(huán)境:體育場館、會議室,教室等多設(shè)備密集運行的環(huán)境中,接入點信號較強。該指標就可以確保接收器能夠處理這些強信號而不降低性能。
三、Rx dynamic range(接收動態(tài)范圍)
接收動態(tài)范圍是指掃描輸入信號電平(從最大接收電平極限值到靈敏度極限值),掃描步長為 1 dB,同時記錄每一步長的丟包情況,標準為掃描的每一個步長沒有丟包。該測試主要檢測在接收機整個接收范圍內(nèi),是否有掉坑的異常情況。
如下為2.4G的實際測試數(shù)據(jù):
四、Rx adjacent/Non-adjacent channel rejection(鄰道/非相鄰抑制)
鄰道/非相鄰抑制是指無線通信設(shè)備在接收信號時,能夠區(qū)分并忽略相鄰/非相鄰頻信道信號干擾的能力。在無線通信中,不同頻道的信號可能會相互重疊,導(dǎo)致干擾。良好的相鄰/非相鄰頻道抑制性能能夠確保接收器只對目標頻道的信號敏感,而對相鄰/非相鄰頻道的信號具有較高的抵抗力,從而保證通信的清晰度和準確性。
測試組網(wǎng)圖:
802.11協(xié)議中對鄰道抑制有規(guī)定如下標準:
小結(jié):該指標主要是評估設(shè)備抗帶內(nèi)鄰道信號及非鄰道信號的干擾能力,干擾源為同樣的WLAN信號。比如說我的設(shè)備工作在2.4G CH1,那么鄰道就是CH6.非鄰道就是CH11,這種場景在實際應(yīng)用中就實實在在的存在。
五、Receiver Blocker(接收機阻塞)
接收機阻塞是驗證在一定頻率偏置處有一高電平無用信號干擾時,接收機抗該干擾的能力。其原理是當(dāng)外界存在一個很強的干擾信號,雖然頻率上不造成互調(diào)或同頻、鄰頻干擾,但強干擾會使接收機鏈路的非線性器件飽和,產(chǎn)生非線性失真。其實只有有用信號時,在信號過強時,也會產(chǎn)生振幅壓縮現(xiàn)象,嚴重時會阻塞。使接收機靈敏度下降,這種現(xiàn)象就是接收機的阻塞。相應(yīng)的,這種干擾稱為阻塞干擾。產(chǎn)生阻塞的主要原因是器件的非線性,特別是引起互調(diào)、交調(diào)的多階產(chǎn)物,同時接收機的動態(tài)范圍受限也會引起阻塞干擾。
組網(wǎng)測試圖如下:
標準如下:
小結(jié):該指標主要是評估設(shè)備抗帶外非WALN信號的干擾能力,干擾源為非WLAN信號。在實際電路中,可以在RX鏈路選擇合適的帶通濾波器,可以有效的濾除帶外信號。
以上就是關(guān)于RX的相關(guān)主要指標,其實我們可以看出RX指標主要還是判斷是否存在干擾,以及抗干擾的能力,你們是否還會測試其它,歡迎留言!
Ps:最近有伙伴在問WIIF的協(xié)議的文檔,后臺回復(fù)WIFI7可下載WIFI7 draft2版本的協(xié)議文檔。