3. 權(quán)衡要素3 – 復(fù)合測量與單一測量
縮短WLAN測量時(shí)間的第三個(gè)要素，就是執(zhí)行復(fù)合式的測量操作來取代個(gè)別設(shè)定的測量操作。通過WLAN分析工具包，只需要執(zhí)行單一的復(fù)合式測量操作就可以進(jìn)行所有的時(shí)域測量（時(shí)域功率、EVM和頻率偏移）。由于復(fù)合測量可以從單一脈沖中計(jì)算得到多項(xiàng)測量結(jié)果，因此其效率高于順序執(zhí)行的獨(dú)立測量操作。

當(dāng)使用復(fù)合式測量操作測量功率時(shí)，必須考慮兩種方式，如果使用WLAN分析工具包，即可以通過完整的脈沖序列來測量RF功率，也可以通過部分脈沖序列來進(jìn)行門控測量。表4展示了各個(gè)測量操作所需要的測量時(shí)間。該表格中的所有結(jié)果，都是100次測量各自進(jìn)行了單次平均之后的總的平均值。在些范例中，我們使用了16組OFDM符號來完成每次802.11a/g EVM測量操作。并針對20~120 μs的部分脈沖序列進(jìn)行門控功率測量。

表4. 進(jìn)行802.11a/g復(fù)合測量與單一測量所需要的時(shí)間

從表4可知，針對802.11a/g的單一脈沖序列執(zhí)行如EVM與功率等重要的復(fù)合測量時(shí)，其總測量時(shí)間與多個(gè)單一測量的時(shí)間總和相比將可以有大幅地降低。表4所示的復(fù)合測量包含了EVM，門控功率（部分脈沖）與TX功率（完整脈沖）測量。

如果對802.11b信號進(jìn)行相應(yīng)的復(fù)合式測量，也可以省下差不多的時(shí)間。針對該信號類型，重要的測量可以包括EVM、功率、功率上升時(shí)間與功率下降時(shí)間。同樣的，由于復(fù)合式測量可以讓使用者同步地進(jìn)行多個(gè)測量操作，因此是一種加速裝置測量速度的方法。表5即是以NI PXIe-8106雙核控制器運(yùn)行LabVIEW 8.6.1進(jìn)行測量的結(jié)果。這里通過對1000個(gè)片段進(jìn)行EVM測量，并且以100 μs的時(shí)間間隔來計(jì)算門控功率。

表5. 進(jìn)行802.11b復(fù)合測量與單一測量所需要的時(shí)間對比

同樣的，表5說明了并行測量操作可以達(dá)到較高的效率。如果分別執(zhí)行11Mbps CCK脈沖、EVM、TXP和上升/下降測量操作，將總共需要126ms的測量時(shí)間，但如果是平等測量，則僅需要64ms的總測量時(shí)間。

4. 權(quán)衡要素4 – 測量頻跨與測量時(shí)間
執(zhí)行WLAN頻譜測量所需要注意的第四個(gè)權(quán)衡要素，就是測量的頻跨與測量時(shí)間之間的關(guān)系。IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)為802.11a/g信號定義了60MHz的頻域遮罩，為802.11b定義了66MHz的頻域遮罩；并且還有幾個(gè)實(shí)例可用于用戶自定制，舉例來說，測試工程師可能需要100MHz的頻跨來測試調(diào)制信號頻率范圍以外的混疊信號。更進(jìn)一步來說，工程師也可能對802.11b信號只使用44MHz的頻跨以縮短測量時(shí)間。

不管是數(shù)字IF分析儀還是傳統(tǒng)的掃頻分析儀來說，測量頻寬越大，需要的測量時(shí)間越長。使用傳統(tǒng)的掃頻分析儀，測量的時(shí)間與頻跨會(huì)是線性的關(guān)系。在這樣的條件下，如果將一個(gè)100kHz的RBW濾波器在所需要的頻跨范圍中進(jìn)行掃頻，測量的時(shí)間將與測量的頻跨成線性關(guān)系。如果使用矢量信號分析儀（如NI PXI-5661和NI PXIe-5663），那么其結(jié)果將會(huì)有所不同。與矢量信號分析儀的實(shí)時(shí)帶寬相比，頻譜測量操作的實(shí)時(shí)帶寬較為狹小，因此不需要另外的RF前端來對信號進(jìn)行重調(diào)以完成測量。

例如，NI PXIe-5663 RF矢量信號分析儀如果提供50MHz的實(shí)時(shí)帶寬，那么使用者就不需要花費(fèi)大量的時(shí)間來重新調(diào)整儀器的前端，也可以執(zhí)行低于50MHz頻跨的頻譜測量操作。圖5即是使用NI PXIe-8106控制器執(zhí)行頻譜測量操作，根據(jù)頻跨范圍的不同而在3~12.5ms之間變化。

圖5. 運(yùn)行于NI PXIe-8106控制器的WLAN 802.11g/g測試的頻域遮罩對頻跨的關(guān)系（NIRFSA 2.2或更新版本）

與之相對的，如果頻跨是在50MHz與100MHz之間，就必須要對分析儀的RF前端重新進(jìn)行一次調(diào)整。因此，加上CPU對信號進(jìn)行額外處理所需要的時(shí)間分析儀前面重調(diào)操作將會(huì)增加全局測量時(shí)間。圖5展示了一個(gè)66MHz頻跨（完全的802.11a/g頻域遮罩）的信號需要近12.5ms的時(shí)間來測量。在這樣的條件下，附加時(shí)間將會(huì)取決于本地晶振的穩(wěn)定時(shí)間而不是信號處理的時(shí)間。

請注意，與該EVM測量相似的是：操作者必須考慮測量時(shí)間與平均次數(shù)之間的關(guān)系。由于平均操作可以合理地降低本底噪聲，所以一般工程師都會(huì)在測量的時(shí)候執(zhí)行幾次平均。在圖6中，可以觀察到單次平均與100次平均下的頻譜遮罩測量（66MHz頻跨）結(jié)果的區(qū)別。

圖6 對頻譜模板測量操作來說，適當(dāng)?shù)钠骄梢越档蜏y量的不確定性

因此，測量頻跨與平均次數(shù)，都將影響頻譜模板測量的整體速度，一般來說，只有在RF前端必須進(jìn)行重調(diào)時(shí)，測量頻跨對測量時(shí)間的影響會(huì)比較大，而從另一方面來看，平均次數(shù)帽與測量的時(shí)間有線性的關(guān)系。

例如，考慮對處理器資源要求較高的802.11b的頻譜模板測量（44MHz頻域范圍），圖7展示了測量時(shí)間與平均次數(shù)之間的線性關(guān)系。

圖7 在不同CPU條件下頻譜模板測量時(shí)間與平均次數(shù)的關(guān)系

更進(jìn)一步來說，CPU測量時(shí)間與CPU的特性有相當(dāng)大的關(guān)系。在這個(gè)實(shí)例中，CPU的運(yùn)算能力越強(qiáng)，例如使用NI PXIe-8106控制器，就能夠越快地完成這個(gè)測試。

5. 權(quán)衡要素5 - CPU對測量時(shí)間的影響
第五個(gè)會(huì)大幅影響WLAN信號測量的權(quán)衡要素是測量系統(tǒng)所使用的CPU。CPU是軟件定義的PXI測量系統(tǒng)的核心基本部件之一。CPU的性能也往往是影響測量性能最直接的因素，對RF的測量更是如此。幸運(yùn)的是，現(xiàn)在的用戶可以通過目前的多核CPU配合WLAN分析工具包來獲得極高的工業(yè)級的測量結(jié)果。

雖然實(shí)際系統(tǒng)的性能仍然受到很多其它因素的影響（如存儲介質(zhì)容量的大小或其它應(yīng)用背景的影響），但在自動(dòng)化測試系統(tǒng)中，CPU性能與測量時(shí)間的關(guān)系密不可分。表6就展示了以PXI控制器為基礎(chǔ)的比較結(jié)果。

表6 多款PXI Express 控制器的重要參數(shù)對比

以上幾個(gè)CPU的性能都會(huì)對整體的測量速度造成影響，但其中影響最大的，包括處理核的數(shù)量、CPU時(shí)鐘頻率、前端總線、L2緩存的大小和系統(tǒng)內(nèi)存的大小。

圖8展示的是脈沖數(shù)據(jù)傳輸率與測量時(shí)間的關(guān)系。還有CPU對EVM測量時(shí)間的影響，如圖所示，NI PXIe-8106雙核控制器在所有的數(shù)據(jù)傳輸率中，都可以取得較快的EVM測量時(shí)間。

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圖8 較快的CPU可以縮短測量的時(shí)間

雖然PXIe-8106在所有的數(shù)據(jù)傳輸率下都可以取得最快的速度，但是請注意，它并非本次實(shí)驗(yàn)使用的所有控制器中時(shí)鐘頻率最高的。雖然NI PXIe-8130所使用的AMD CPU的時(shí)鐘比NI PXIe-8106的時(shí)鐘頻率要高，但由于其L2緩存大小較小，因此影響了其運(yùn)算的速度。NI PXIe-8106所使用的Intel Core 2Duo T700 CPU，是這次實(shí)驗(yàn)中L2緩存最大（4MB）的CPU。

6. 結(jié)論
如上面的表格與圖示所展示的，有很多的因素都可能影響WLAN信號的整體測量時(shí)間。因此，如果想要將測量系統(tǒng)的速度發(fā)揮到極致，就必須要仔細(xì)地考慮相關(guān)的配置，包括平均次數(shù)、所要測量的符號數(shù)與測量頻跨（頻譜）。更進(jìn)一步地看，雖然操作者可以調(diào)整多個(gè)測量配置來縮短測量的時(shí)間，卻也需要同時(shí)考慮可能關(guān)聯(lián)影響的可重復(fù)性、精度或者是測量的完整性，進(jìn)而達(dá)到結(jié)果的平衡。因此，如果要不犧牲測量的品質(zhì)又要能夠提升測試的數(shù)據(jù)傳輸量，最簡單的辦法莫過于選擇更好的CPU。而軟件定義的PXI架構(gòu)的測試系統(tǒng)的重要優(yōu)勢之一就是可以讓操作者可以根據(jù)自己的需要選擇CPU。除了可以大幅提升測量速度之外，PXI系統(tǒng)也可以高度的自定制。所以，操作者可以獲得未來升級處理器的靈活性以達(dá)到更快的測量速度。

7. 相關(guān)資源

進(jìn)一步了解WLAN測試系統(tǒng)
配置軟件定義的WLAN測試系統(tǒng)