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6-2019

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Fachzeitschrift für Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik

Messtechnik

Messtechnik Signaling-Tests an WLAN-802.11ax-Geräten oder R&S®CMW500 erfüllt werden können. BILD 1: Beim Multi-User-Betrieb wird ein Kanal von beispielsweise 20 MHz Breite in Resource Units (RUs) aufgeteilt, die in unterschiedlichen Größen kombiniert werden können Im Gegensatz zur Produktion, wo Kalibrierung und Prüfung von Sender und Empfänger eines WLAN-Produkts im sogenannten Non-Signaling- Modus ablaufen, sind Messungen mit Signalisierung in Entwicklung und Qualitätssicherung unverzichtbar. Autor Thomas A. Kneidel Rohde & Schwarz GmbH & Co. KG www.rohde-schwarz.com Diese sind jetzt auch für den neuen Standard IEEE 802.11ax möglich. Im Non-Signaling-Modus wird der Prüfling über eine elektrische Drahtverbindung ferngesteuert. Sowohl die Kalibrierung als auch die Überprüfung von Sender und Empfänger laufen zeitoptimiert in diesem speziellen Betriebsmodus ab. Ein geeignetes Messgerät dafür, wie das Communications Manufacturing Test Set R&S®CMW100, muss zu diesem Zweck mit einem Signalgenerator und einem Analysator ausgestattet sein. Bei dieser zeitoptimierten Mess- und Prüfmethode wird in Kauf genommen, dass für jedes zu testende Chipset ein individuelles Fernsteuerprogramm benötigt wird, eine drahtgebundene Fernsteuerschnittstelle vorhanden sein muss und der Test unter nicht realen Betriebsbedingungen stattfindet. Dabei läuft man allerdings Gefahr, dass sich das Gerät später im normalen Betrieb unter Umständen anders verhält. Dieses Risiko kann minimiert werden, indem man die WLAN-Funkkomponente zuvor in Entwicklung und Qualitätssicherung im Signaling-Modus testet. Dabei emuliert das Messgerät entweder einen Access Point (AP) oder eine WLAN- Station (STA), und der Prüfling verbindet sich mit ihm wie unter normalen Betriebsbedingungen. Die Kontaktierung erfolgt in der Regel per Koaxialkabel über den Antennenanschluss. Durch standardkonforme Signalisierung kann das Messobjekt in jeden gewünschten Betriebszustand versetzt werden, der für die Messungen benötigt wird. Diese sind typischerweise: • Überprüfung der Empfängerqualität auf Basis einer PER- Messung (Packet Error Rate) • Bestimmung der HF-Eigenschaften des Senders, mit Sende leistungsmessung und Analyse der Modulationsgenauigkeit (EVM) • Performance-Messungen (Datendurchsatz) • Protokollanalysen [1]. Solche Messungen waren schon für die bisherigen WLAN-Standards erforderlich. Die aktuelle Version nach IEEE 802.11ax bringt nun eine Reihe neuer Techniken und damit verbundene zusätzliche Testanforderungen mit [2], die nur mit einem flexiblen signalisierungsfähigen Tester wie dem R&S®CMW270 Eine der WLAN-Schwachstellen ist das verwendete Kanalzugriffsverfahren CSMA / CA (Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance), wie es bis zum Standard 802.11ac bislang umgesetzt war. Dieses versucht, einen geordneten, störungsfreien Betrieb mehrerer WLAN-Stationen mit einem AP dadurch zu gewährleisten, dass immer nur eine Station senden darf. Nur wenn der Kanal nicht belegt ist und dies nach einer gewissen Wartezeit immer noch der Fall ist, darf eine STA senden. Das Verfahren wird auch als Listen-before-Talk bezeichnet. Dennoch besteht die Gefahr, dass die Übertragung mit der einer anderen Station kollidiert, die ebenfalls gewartet hat und den Kanal nun für frei hält. Die Folge ist ein Datenverlust, der eine Wiederholung der Prozedur und neuerliche Übertragung nach sich zieht. Je mehr WLAN-Stationen im Spiel sind, um so drastischer steigen die anfallenden Wartezeiten und sinkt die Effizienz des zur Verfügung stehenden Funkkanals. Eine deutliche Verbesserung bringt das mit 802.11ax nun auch für WLAN verfügbare OFDMA-Verfahren (Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access). Dabei wird die verfügbare Bandbreite in sogenannte Resource Units (RU) aufgeteilt, die der Access Point den ihm zugeordneten Stationen dynamisch und bedarfsabhängig zuteilt (BILD 1). Neben der RU teilt der AP der STA auch die zu verwendende Modulation (Modulation Coding Scheme, MCS) mit. Für Messgeräte, welche die Rolle eines AP einnehmen, besteht damit erstmalig bei WLAN die Möglichkeit, im Signaling-Betrieb die Sender-Messung einer WLAN- Station auf ein bestimmtes MCS zu beschränken. 12 hf-praxis 6/2019

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