利用Ceyear4051信号/频谱分析仪对 IEEE802.11a/g信号进行解调测试

引言

中电科仪器仪表公司生产的Ceyear4051信号/频谱分析仪是国内高性能信号分析仪的代表作品，目前其频率覆盖范围最高已达67GHz，分析带宽达到500MHz，具备20多种分析功能选件。本文就Ceyear4051信号/频谱分析仪在无线通信信号测试应用中针对IEEE802.11a/g信号的解调测试做简单介绍。

基本原理

IEEE802.11a/g标准信号采用分组协议数据单元(PPDU)进行传输，一个PPDU即为一个脉冲，PPDU帧格式内部包含了传输信号的调制方式、传输速率等众多信息，PPDU帧结构如图1所示。

图1、IEEE802.11a帧结构

PPDU的结构包括PLCP（Physical Layer Convergence Procedure）前导、PLCP头、PSDU（Physical Sub-layer Data Unit）、尾比特和补零比特。PLCP前导：用于信号检测、频偏估计、信道估计等，由10个短训练符号和2个长训练符号构成。

PLCP 头：包括LENGTH(数据长度)、RATE(数据传输速率)、一个保留位、一个奇偶校验位、尾比特以及服务域，从调制的角度来看，LENGTH，RATE，保留位，奇偶校验位再附加6个尾比特组成了一个OFDM符号，命名为SIGNAL，SIGNAL传输时采用BPSK调制和1/2的编码效率。

PLCP头的服务域（SERVICE）以及PSDU(附加6个零的尾比特和填充比特)组成了数据段(DATA)。其中，信号域的速率以及长度位决定着数据域的比特率、调制方式、编码速率等一系列参数。

解调测试主要根据IEEE802.11a/g信号帧结构，对捕获的PPDU脉冲经过同步、信道估计等处理实现PCLP头的解析，得到数据的长度、调制方式等一系列调制参数，然后利用解析得到的调制参数实现数据段的解调，最后利用解调得到的测量信号与参考信号进行误差参数的计算。

功能特点

（1） 具备丰富的视图显示功能，包含时域搜索视图、时域波形视图、星座图、频谱图、误差矢量谱、增益不平衡vs.载波、正交误差vs.载波、误差表、符号表等9幅视图；

（2） 既可进行一键式自动测试，也可由用户进行手动设置，其子载波间隔、保护间隔、符号定时调整、解调类型、同步方式、均衡训练模式以及Evm阈值、频率偏移阈值等均可由用户手动修改；

（3） 误差表提供丰富的误差参数计算结果，包括Rms Evm、Peak Evm、导频Evm、数据域Evm、频率误差、原点偏移、正交误差、增益不平衡、平均突发功率、峰值突发功率、功率峰均比等误差参数，同时显示解析的调试方式、传输速率、符号个数、编码效率等调制参数。

测试步骤

（1） 首先进入IEEE802.11a解调测试功能界面，选择【模式】、【WLAN信号分析】，此时即进入WLAN信号分析界面。然后选定测试标准，选择【测量】、【802.11a/g】即选定了IEEE802.11a/g标准，同时测量功能选择【调制精度测试】。

（2） IEEE802.11a/g信号的传输采用脉冲形式，因此其解调测试首先是对其PPDU脉冲的捕获。选择【测量设置】、【测量时间】,然后【搜索长度】设置合适的值，由【显示】、【窗口类型】选择【时域搜索】窗口，观测时域搜索窗口，时域搜索长度必须确保大于一个完整PPDU脉冲。时域搜索视图如图2所示

图2、时域搜索视图

（3） 其余设置采用默认设置即可进行自动解调，其解调界面如图3所示。

图3、自动解调测试

（4） 选择【测量设置】、【测量时间】，通过对【测量间隔】、【测量偏移】、【分析长度】等进行设置，可以对PPDU脉冲进行选时分析。

（5） 选择【测量设置】、【高级设置】，通过设置【符号定时调整】，可以调整OFDM符号解调起始位置，从而避开OFDM符号间的码间干扰。

（6） 选择【测量设置】、【高级设置】、【导频跟踪】，可以对【幅度跟踪】、【相位跟踪】、【定时跟踪】进行设置。由于均衡器不够理想，不能随着PPDU脉冲长度的增加而变化，而通过对导频信号的幅度跟踪、相位跟踪、定时跟踪来修正数据子载波信号可以改善解调效果，

（7） 选择【测量设置】、【高级设置】、【均衡训练】，可以选择【同步训练序列】或【同步训练序列&数据】进行均衡。同步训练序列&数据均衡可以得到更加精确的信道估计，但处理方法更加复杂，默认均衡方式为采用同步训练序列均衡。

（8） 选择【测量设置】、【子载波】菜单，可以选择【全部】、【导频】、【单个】三种子载波选择分析模式，选定【全部】则分析全部子载波，选择【导频】则只分析导频子载波，选择【单个】则分析选定的单个子载波。子载波选择分析视图如图4所示。

图4、子载波选择分析

（9） 选择【显示】、【窗口类型】，可以进行不同窗口切换，选择【正交误差vs.子载波】、【增益不平衡vs.子载波】，可以实现对每个子载波上的正交误差及增益不平衡进行分析。正交误差vs.子载波、增益不平衡vs.子载波视图如图5所示

图5、正交误差及增益不平衡分析

（10） 选择【显示】、【窗口类型】，选择【误差表】、【符号表】，可以观测调制误差参数及解调码流。符号表及误差参数表如图6所示。

图6、符号表及误差参数表