WLAN IEEE 802.11ax의 업링크 정확도 테스트

목표

전 세계적으로 성공적인 상용화가 가능했던 무선 연결들은 몇 번의 커다란 진화의 단계를 거쳐 개발되었습니다. 레거시 WLAN은 넓은 대역폭, MIMO, 고차 변조 체계와 같은 물리 계층 기능으로 높은 처리량을 달성하는 기술을 선보였습니다. 새로운 IEEE 802.11ax 표준은 혼잡한 네트워크의 과제에 대응하기 위해 이제 전반적 효율성 향상에 초점을 맞추고 있습니다. 가장 중요한 변화는 업링크와 다운링크에 OFDMA를 적용해 유연성을 높일 수 있지만 동시에 복잡성도 증가한다는 점입니다. 앞으로의 WLAN IEEE 802.11ax 기기와 성공적인 서비스를 보장하기 위해서 상호 연동성을 확인하기 위한 새로운 시험이 반드시 필요 합니다.

특히 HE TB(High-Efficiency Trigger-Based) PPDU라고 하는 OFDMA 업링크의 경우 모든 기기가 정의된 범위내에서 작동하는 것이 중요합니다. 복수의 스테이션(STA)들이 HE TB PPDU 전송에 동원되므로 사용되는 STA는 전송 시간, 주파수, 샘플링 클록, 전력을 동기화해 간섭 문제를 완화해야 합니다.

HE TB PPDU 전송(업링크) 시에는 먼저 다운링크에서 AP(Access Point)가 전송한 트리거 프레임이 선행합니다. 이 트리거 프레임은 모든 스테이션으로 전송되어 업링크 전송을 조정합니다. 트리거 프레임에는 페이로드 길이, 대역폭, RU(리소스 유닛) 할당, 변조 체계와 같은 정보가 포함됩니다. 각 STA는 해당 LO 주파수를 트리거 프레임의 주파수에 동기화해야 합니다. 또한 업링크 신호의 전송은 트리거 프레임 마지막 이후 지정된 SIFS(Specified Short Interframe Space ) 시간 간격 다음에 시작해야 합니다.

STA는 가용 대역폭(OFDMA) 중 작은 부분만 점유하기 때문에 다른 스테이션과 간섭되지 않도록 채널 내에 불필요한 방출이 특정 한도 미만으로 유지되도록 해야 합니다.

목표

전 세계적으로 성공적인 상용화가 가능했던 무선 연결들은 몇 번의 커다란 진화의 단계를 거쳐 개발되었습니다. 레거시 WLAN은 넓은 대역폭, MIMO, 고차 변조 체계와 같은 물리 계층 기능으로 높은 처리량을 달성하는 기술을 선보였습니다. 새로운 IEEE 802.11ax 표준은 혼잡한 네트워크의 과제에 대응하기 위해 이제 전반적 효율성 향상에 초점을 맞추고 있습니다. 가장 중요한 변화는 업링크와 다운링크에 OFDMA를 적용해 유연성을 높일 수 있지만 동시에 복잡성도 증가한다는 점입니다. 앞으로의 WLAN IEEE 802.11ax 기기와 성공적인 서비스를 보장하기 위해서 상호 연동성을 확인하기 위한 새로운 시험이 반드시 필요 합니다.

특히 HE TB(High-Efficiency Trigger-Based) PPDU라고 하는 OFDMA 업링크의 경우 모든 기기가 정의된 범위내에서 작동하는 것이 중요합니다. 복수의 스테이션(STA)들이 HE TB PPDU 전송에 동원되므로 사용되는 STA는 전송 시간, 주파수, 샘플링 클록, 전력을 동기화해 간섭 문제를 완화해야 합니다.

HE TB PPDU 전송(업링크) 시에는 먼저 다운링크에서 AP(Access Point)가 전송한 트리거 프레임이 선행합니다. 이 트리거 프레임은 모든 스테이션으로 전송되어 업링크 전송을 조정합니다. 트리거 프레임에는 페이로드 길이, 대역폭, RU(리소스 유닛) 할당, 변조 체계와 같은 정보가 포함됩니다. 각 STA는 해당 LO 주파수를 트리거 프레임의 주파수에 동기화해야 합니다. 또한 업링크 신호의 전송은 트리거 프레임 마지막 이후 지정된 SIFS(Specified Short Interframe Space ) 시간 간격 다음에 시작해야 합니다.

STA는 가용 대역폭(OFDMA) 중 작은 부분만 점유하기 때문에 다른 스테이션과 간섭되지 않도록 채널 내에 불필요한 방출이 특정 한도 미만으로 유지되도록 해야 합니다.

T&M 솔루션

로데슈바르즈신호 발생기와 스펙트럼 분석기는 필요한 트리거 프레임을 발생하고 STA의 응답을 분석합니다. 예를 들어, R&S^®SGT100A Vector Signal Generator는 사용자가 정의할 수 있는 트리거 프레임을 테스트 대상 STA로 전송합니다. STA는 분석을 위해 R&S^®FSW로 라우팅된 HE TB PPDU 프레임을 전송하여 응답합니다. 두 T&M 기기 모두 주파수 동기화를 위해 10 MHz레퍼런스 신호를 공유합니다. R&S^®SGT100A는 R&S^®FSW에 시간 동기화를 위한 트리거 신호를 추가 제공합니다. 사용자는 모든 스테이션 및 테스트 대상 개별 STA에 대한 정보를 지정하는 데 필요한 "Common Info" 및 "User Info" 필드(예: 페이로드 길이, RU 할당)를 포함한 트리거 프레임을 모두 구성할 수 있습니다.

IEEE 802.11ax에는 참가 STA 간 인터캐리어 간섭을 방지하기 위해 CFO(Carrier Frequency Offset)를 미리 보상하도록 규정되어 있습니다. 보상 후 트리거 프레임과 관련하여 남아 있는 CFO 오류의 절대값은 350 Hz 미만이어야 합니다. 이 테스트에서 신호 발생기는 AP 전송 트리거 프레임을 에뮬레이션합니다. 공유된 10MHz 레퍼런스 신호로 인해 신호 발생기와 스펙트럼 분석기 사이에 주파수 오류가 거의 없습니다. 따라서 스펙트럼 분석기는 트리거 프레임과 관련하여 남은 STA의 CFO를 정밀 측정할 수 있습니다.

타이밍 정확도

HE TB PPDU 전송에 사용되는 STA는 트리거 프레임 마지막 이후 지정된 SIFS 시간 간격 다음에 전송을 시작해야 합니다. STA는 SIFS에 대해 ±0.4 μs의 타이밍 정확도를 충족해야 합니다. 즉, 트리거 프레임 마지막 이후에 ± 0.4 μs의 시간 간격 안에 전송을 시작해야 합니다(그림 1 참조).

이 테스트에서는 신호 발생기가 다시 한 번 트리거 프레임을 전송합니다. 신호 발생기는 또한 스펙트럼 분석기에 트리거 프레임의 마지막을 표시하는 트리거 신호를 전송합니다. 따라서 스펙트럼 분석기는 트리거 프레임과 HE TB PPDU 전송의 시작 사이에 경과된 시간을 정밀 측정할 수 있습니다. 측정된 시간에서 지정된 SIFS(즉, 2.4 GHz대역의 10 μs및 5 GHz대역의 16 μs)를 차감하면 STA의 타이밍 오류가 됩니다.

미사용 톤 오류

다른 스테이션과의 간섭을 방지하기 위해 채널 내 STA의 Unwanted Emission은 정해진 한도 내에서 유지되어야 합니다(그림 2 참조).

이 테스트에서 R&S^®FSW는 자동 한도 계산을 포함한 미사용 톤 오류에 대한 자동 측정 기능을 제공합니다. 이 기능이 편리한 이유는 변조 체계뿐만 아니라 테스트 대상 스테이션의 RU 크기에 따라 한도가 달라지기 때문입니다. 전송을 위해 다시 한 번 신호 발생기의 트리거 프레임이 필요합니다.