Realización de tests de precisión de enlace ascendente para WLAN IEEE 802.11ax

Los generadores de señales y analizadores de espectro Rohde & Schwarzse pueden utilizar para poner a prueba estaciones IEEE 802.11ax en lo que respecta a las exigencias de precisión de enlace ascendente. Pueden realizarse medidas como las de los errores de frecuencia portadora residual y de la precisión temporal de transmisiones HE TB PPDU.

Su misión

La conectividad inalámbrica, que ha sido implementada con éxito en todo el mundo, ha avanzado en su evolución rápidamente. Las redes WLAN heredadas han introducido la funcionalidad de capa física, como un ancho de banda más amplio, MIMO y esquemas de modulación de orden superior, logrando un mayor rendimiento. Para hacer frente a los retos de las redes saturadas, el nuevo estándar IEEE 802.11ax se centrará a partir de ahora en aumentar la eficiencia general. El cambio más importante radica en la introducción de OFDMA para las trayectorias ascendente y descendente, lo que ofrece una mayor flexibilidad pero también aumenta la complejidad. Para garantizar el éxito de los futuros dispositivos y servicios WLAN IEEE 802.11ax, es obvio que deben realizarse nuevas pruebas para verificar el interfuncionamiento.

Especialmente para la tecnología OFDMA ascendente, también denominada (HE TB) PPDU basada en disparo de alta eficiencia, es de vital importancia que los dispositivos funcionen dentro de los márgenes definidos. Puesto que en la transmisión HE TB PPDU participan múltiples estaciones (STA), las STA participantes deben sincronizar frecuencia, potencia, reloj de muestreo y tiempos de transmisión para mitigar posibles interferencias.

La transmisión HE TB PPDU (en el enlace ascendente) está precedida por una trama de disparo enviada por el punto de acceso (en el enlace descendente). Esta trama de disparo se envía a todas las estaciones para coordinar la transmisión ascendente. La trama de disparo incluye información como carga útil, longitud, ancho de banda, unidad de recurso (unidad rack) y esquema de modulación. Cada STA necesita sincronizar su frecuencia OL a la frecuencia de la trama de disparo. Además, la transmisión de la señal de enlace ascendente debe comenzar transcurrido un corto período especificado de espacio entre tramas (SIFS) tras finalizar la trama de disparo.

Ya que la STA ocupa solo una pequeña porción del ancho de banda disponible (OFDMA), es preciso garantizar que las emisiones no deseadas en el canal permanezcan por debajo de ciertos límites para no interferir con otras estaciones.

Su misión

La conectividad inalámbrica, que ha sido implementada con éxito en todo el mundo, ha avanzado en su evolución rápidamente. Las redes WLAN heredadas han introducido la funcionalidad de capa física, como un ancho de banda más amplio, MIMO y esquemas de modulación de orden superior, logrando un mayor rendimiento. Para hacer frente a los retos de las redes saturadas, el nuevo estándar IEEE 802.11ax se centrará a partir de ahora en aumentar la eficiencia general. El cambio más importante radica en la introducción de OFDMA para las trayectorias ascendente y descendente, lo que ofrece una mayor flexibilidad pero también aumenta la complejidad. Para garantizar el éxito de los futuros dispositivos y servicios WLAN IEEE 802.11ax, es obvio que deben realizarse nuevas pruebas para verificar el interfuncionamiento.

Especialmente para la tecnología OFDMA ascendente, también denominada (HE TB) PPDU basada en disparo de alta eficiencia, es de vital importancia que los dispositivos funcionen dentro de los márgenes definidos. Puesto que en la transmisión HE TB PPDU participan múltiples estaciones (STA), las STA participantes deben sincronizar frecuencia, potencia, reloj de muestreo y tiempos de transmisión para mitigar posibles interferencias.

La transmisión HE TB PPDU (en el enlace ascendente) está precedida por una trama de disparo enviada por el punto de acceso (en el enlace descendente). Esta trama de disparo se envía a todas las estaciones para coordinar la transmisión ascendente. La trama de disparo incluye información como carga útil, longitud, ancho de banda, unidad de recurso (unidad rack) y esquema de modulación. Cada STA necesita sincronizar su frecuencia OL a la frecuencia de la trama de disparo. Además, la transmisión de la señal de enlace ascendente debe comenzar transcurrido un corto período especificado de espacio entre tramas (SIFS) tras finalizar la trama de disparo.

Ya que la STA ocupa solo una pequeña porción del ancho de banda disponible (OFDMA), es preciso garantizar que las emisiones no deseadas en el canal permanezcan por debajo de ciertos límites para no interferir con otras estaciones.

Solución de test y medida

Los generadores de señales y analizadores de espectro de Rohde & Schwarzgeneran la trama de disparo requerida y analizan la respuesta de la STA. Por ejemplo, un generador de señales vectoriales R&S®SGT100A envía una trama de disparo definible por el usuario a la STA bajo prueba. La STA responde enviando una trama HE TB PPDU que se direcciona al R&S®FSW para su análisis. Ambos instrumentos comparten una señal de referencia de 10 MHzpara la sincronización de frecuencias. Además, el R&S®SGT100A suministra una señal de disparo adicional al R&S®FSW para la sincronización temporal. El usuario puede configurar íntegramente la trama de disparo, incluyendo todos los campos de «información común» o «información de usuario» necesarios para especificar información para todas las estaciones, p. ej. la longitud de carga útil, y para la STA individual bajo prueba, p. ej. la asignación de unidad rack.

Error de CFO: El IEEE 802.11ax estipula que una STA debe precompensar los errores de offset de frecuencia portadora (CFO) a fin de prevenir interferencias interportadoras entre distintas STA participantes. Después de la compensación, el valor absoluto del error residual de CFO con respecto de la trama de disparo debe ser inferior a 350 Hz. Para esta prueba, el generador de señales emula el envío de tramas de disparo por parte del punto de acceso. A causa de la señal de referencia compartida de 10 MHzprácticamente no hay deriva de frecuencia entre el generador de señales y el analizador de espectro. De este modo, el analizador de espectro puede medir con precisión el CFO residual de la STA con respecto de la trama de disparo.

Figura 1: Precisión temporal
Figura 1: Precisión temporal
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Precisión temporal

Una STA que participe en una transmisión HE TB PPDU tiene que iniciar la transmisión transcurrido un período de tiempo SIFS especificado, después de que finalice la trama de disparo. La STA debe cumplir con una precisión temporal de ±0,4 μspara los SIFS; es decir, la transmisión debe comenzar dentro de un período de tiempo SIFS de ± 0,4 μsuna vez terminada la trama de disparo (véase la figura 1).

Para esta prueba, el generador de señales vuelve a enviar una trama de disparo. El generador de señales también envía al analizador de espectro una señal de disparo que marca el final de la trama de disparo. De este modo, el analizador de espectro puede medir con precisión el tiempo transcurrido entre la trama de disparo y el comienzo de la transmisión HE TB PPDU. El error de temporización de la STA se determina al restar el SIFS especificado (10 μs en la banda de 2,4 GHzy 16 μsen la banda de 5 GHz)del tiempo medido.

Figura 2: Error de tono no usado
Figura 2: Error de tono no usado
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Error de tono no usado

Para no interferir con otras estaciones, las emisiones no deseadas de las STA en el canal deben permanecer por debajo de ciertos límites (véase la fig. 2).

Para esta prueba, el R&S®FSW ofrece medidas automáticas para errores de tono no usado, incluido el cálculo automatizado de la línea de valor límite. Esto resulta de gran utilidad, ya que los límites dependen del esquema de modulación y también del tamaño de unidad rack de una estación bajo prueba. También en esta ocasión es necesaria una trama de disparo del generador de señales para estimular la transmisión.

Configuración de medida para pruebas de requisitos de transmisión HE TB PPDU
Configuración de medida para pruebas de requisitos de transmisión HE TB PPDU