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

Los generadores de señales y analizadores de espectro Rohde & Schwarzpueden utilizarse para poner a prueba estaciones IEEE 802.11ax en lo que respecta a los requerimientos de precisión de enlace ascendente. Son compatibles mediciones 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 prueba y medición

Los generadores de señales y analizadores de espectro de Rohde & Schwarzgeneran la trama de disparo 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. La STA responde enviando una trama HE TB PPDU que se direcciona al R&S®®FSW para su análisis. Ambos instrumentos de prueba y medición comparten una señal de referencia de 10 MHzpara la sincronización de frecuencia. El R&S®SGT100A adicionalmente proporciona una señal de disparo al R&S®FSW para la sincronización de tiempo. 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 necesita precompensar los errores de offset de frecuencia portadora (CFO) a fin de prevenir interferencias interportadoras entre las distintas STA participantes. Después de la compensación, el valor absoluto del error residual de CFO con respecto a la trama de disparo debe ser inferior a 350 HzPara esta prueba, el generador de señales emula el envío de tramas de disparo por parte del punto de acceso. Debido a la señal de referencia compartida de 10 MHz, prácticamente no hay error 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 el SIFS, es decir, la transmisión debe iniciarse dentro de un periodo de tiempo SIFS de ± 0.4 μsdespués que termine la trama de disparo (véase 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 tiempo de medición menos el SIFS especificado (es decir, 10 μs en la banda de 2.4 GHzy 16 μsen la banda de 5 GHz) proporciona el error de temporización de la STA.

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 mediciones automatizadas para errores de tono no usados, entre los que figuran 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 medición para pruebas de requisitos de transmisión HE TB PPDU
Configuración de medición para pruebas de requisitos de transmisión HE TB PPDU