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精準剖析 Wi-Fi 6 封包:時間閘控技術實現特定區段功率量測

Wi-Fi 6 封包特定區段功率量測挑戰與精密時閘控制

 

在現代無線通訊技術的快速發展下,對 Wi-Fi 訊號進行精確的射頻功率量測至關重要,特別是為了捕捉如功率衰減訊號失落脈衝漂移等關鍵的波形異常現象,通常需要對整個 Wi-Fi 資料串流進行量測;然而,在許多特定的應用情境與測試需求中,採取更聚焦的方法,針對 Wi-Fi 封包的特定部分進行深入分析與測試,也具有同等的重要性;舉例而言,訊號的前導碼 (preamble)區段(如圖 1 所示)扮演著接收器的初始指引角色,使其能夠為即將到來的資料做好準備,並與發射器達成同步,依據不同的應用與測試需求,工程師可能需要擷取僅針對封包的前導碼區段,或其後隨的資料部分的關鍵量測數據,例如峰值功率平均功率最小功率



圖 1:Wi-Fi 封包的前導碼與資料部分示意圖。

Boonton RTP 量測緩衝模式應用程式:實現精準時閘控制

Boonton 所開發的 RTP 量測緩衝模式應用程式 (Measurement Buffer Mode Application),可與 RTP5000 即時峰值功率感測器系列(例如針對 Wi-Fi 6 特性分析而設計的 RTP5008)或 RTP4000 系列的射頻功率感測器協同運作,不僅能夠以近乎即時的方式對極長時間的完整資料串流進行功率量測,同時也提供了一個易於操作的環境,讓使用者能夠鎖定感興趣的特定區域進行分析。

在擷取所需封包區段的量測資料之前,必須採取預防措施,以消除由偽觸發 (false triggers) 所導致的結果偏差;錯誤的觸發在描述 Wi-Fi 6 訊號特性時尤其需要關注,因為其調變方式在時域上呈現出類似雜訊的行為;如下方的圖 2 所示,一個短暫的雜訊突波超過了閘控閾值 (gate threshold),這可能導致在期望的閘控區間 (gate interval) 之外過早啟動量測,從而產生不準確的結果;為了防止隨機雜訊突波的干擾,使用者可以在 RTP 量測緩衝模式應用程式中定義一個稱為「啟動限定條件 (start qualifier)」的參數,此啟動限定條件定義了一個時間區間,訊號必須在此區間內持續高於閘控閾值,量測才能開始,這意味著短暫的雜訊突波或異常現象將因未能滿足此限定要求而被忽略。

即使啟動限定條件已成功滿足,Wi-Fi 訊號的行為仍可能引發問題,在期望的閘控區間內,短暫的調變下降 (modulation dips) 可能會使訊號低於閘控閾值,這可能導致量測視窗過早結束,與啟動限定條件類似,「結束限定條件 (end qualifier)」則指定了一個特定的時間跨度作為停止功率量測的先決事件。

 


圖 2:閘控限定與延遲選項可將緩衝閘控區間對準於封包內。

精密調校閘控區間以聚焦特定脈衝部分

在設定好啟動限定條件結束限定條件,確保功率量測將在期望的閘控區間內進行之後,使用者現在可以開始更精確地鎖定特定的脈衝部分。在 RTP 量測緩衝模式應用程式中,一個稱為「啟動延遲 (start delay)」的參數,實質上可以將閘控區間在時間上向前推移一段確定的時長,以排除 Wi-Fi 訊號的上升緣或前導碼;同樣地,「結束限定條件」也有助於提早結束閘控區間,有效地排除 Wi-Fi 封包的下降緣及其他尾隨區域。雖然可以使用閘控限定條件延遲來執行時間閘控 (time gating),但在軟體內部透過簡單設定標記 (markers) 也能達到類似的量測聚焦效果。

Boonton 解決方案:整合高效能量測工具

Boonton 的即時射頻功率感測器,包括近期推出、專注於 Wi-Fi 6 特性分析的 RTP5008,其具備出色的即時量測能力與針對最新 Wi-Fi 標準的優化,能與 Boonton 的輔助軟體緊密配合,實現簡易且高效的單一封包時間閘控;這些感測器同時也與 PMX40 射頻功率計 相容,對於那些仍偏好傳統桌上型儀器操作體驗,同時又希望在 Wi-Fi 測試中享有 USB 感測器的靈活性與高效能的使用者而言,PMX40 提供了兩全其美的選擇,其直觀的圖形化介面多點觸控螢幕大幅提升了操作便利性。

精準時閘控制為 Wi-Fi 技術驗證的關鍵

總結來說,隨著無線通訊技術的演進,對 Wi-Fi 封包特定區段進行精確的功率量測,對於驗證訊號品質、確保通訊可靠度以及優化裝置效能至關重要;Boonton 透過其 RTP 量測緩衝模式應用程式,結合如 RTP5008 等高效能即時射頻功率感測器以及功能完善的 PMX40 射頻功率計,提供了一套完整的解決方案;此方案透過精密的啟動限定條件結束限定條件延遲設定,有效地克服了 Wi-Fi 6 等複雜訊號因其類雜訊特性所帶來的偽觸發挑戰,使工程師能夠準確地對前導碼、資料區段或其他特定脈衝部分進行功率特性分析,從而為 Wi-Fi 技術的研發、驗證與生產測試提供了強而有力的支援。