一体式VSG/VSA外加合成器与高速开关的测试方案
生产测试不需要进行全面的定量的性能评估，生产测试的主要目地是检验待测设备的组装是否正确，是否达到了规定的性能指标。对于MIMO WLAN系统，我们可以采用与传统WLAN生产测试类似的一体式VSG/VSA组合方案。首先介绍的一体式VSG/VSA配置方案是一体式VSG和VSA 外加合成器和高速开关（例如LitePoint IQflex/IQview和多端口测试适配器（MPTA））。为简便起见，将高速射频开关和合成器的组合称为MPTA。
MPTA包括一个高速射频开关、每条射频信号通路上一个衰减器和一个智能序列控制器，如图2所示。该结构可以配置成静态模式，其中各个开关或闭合或打开，每个衰减器设置为一个指定的值。该结构还可以配置成动态模式，在动态模式下，可以定义一系列配置或状态，每种配置都有其自己的开关和衰减器设置。状态之间的转换由智能MPTA本身根据其信号输入情况进行控制。
图2 IQflex/IQview和多端口测试适配器测试MIMO待测设备
在进行发射器测试时，MPTA经过配置可以在各个发射器之间进行动态切换。首先，MPTA将信号从Tx1发送到VSA。数据包将触发VSA 内的数据捕获过程。当从Tx1上捕获了足够的数据之后，VSA停止捕获，MPTA切换到Tx2。下一个数据包将再次触发VSA内的数据捕获过程。这种捕获与切换过程将持续进行，直到捕获存储器内存满预定数量的数据采样。
由于通路的切换是由射频信号控制的，捕捉MIMO信号所需的额外时间相比IQnxn系统而言，仅仅是发送两个报文（而不是一个报文）所需的额外时间。该系统的处理与分析时间与多VSG和VSA测试系统相同。
在进行发射器测试时，虽然从不同发射器捕捉信号的过程是顺序进行的，而不是像多VSG和VSA测试系统那样同时进行，VSA仍然将这些顺序捕捉的信号处理为MIMO信号。大部分原本由多VSG和VSA测试系统执行的发射器测试工作都可以由一体式VSG和VSA外加合成器与高速开关构成的测试系统来完成。特别地，该方案能够计算出每条射频链路的EVM、功率放大器压缩和隔离度。尽管如此，这两种测试方案仍然存在多处差别。虽然执行典型的 MIMO EVM计算能够评估每个发射器的质量，但是如果发射器之间的隔离度不好，EVM仍然受限于射频链路的隔离度。如果连续报文之间的有效载荷数据保持不变，那么可以排除这种隔离度的限制。此外，这里的MIMO EVM计算必须能够单独跟踪每个发射器的相位轨迹，而通常的MIMO EVM计算过程跟踪的是所有具有相同相位校正的发射器。这些系统测量方案不如IQnxn测量那样全面，但是它提供了一个极好的生产测量解决方案。该方案不支持的测量特征包括：（1）有效载荷数据无法恢复；（2）无法评测发送链路之间的动态互扰；（3）无法测量发射器之间的数据包发射时间的一致性。
MPTA通过配置还能够同时接收多台发射器的信号。我们将在后面介绍只用合成器的测试方案中进一步介绍这一模式。
对于接收器测试，一体式VSG和VSA外加合成器与高速开关的方案产生的是单个发射信号。该信号可以是传统信号，或者单路MIMO信号，并且可以送入任意一个或所有接收器中。当每次将该信号送入一个接收器时，通过待测设备的RSSI指标可以测量射频链路的隔离度。
有两种模式可以测试接收器的PER或灵敏度。一种模式是，将开关设置为某个静止状态。在这一状态下，通过将VSG信号每次送入一个接收器（不必使能或禁用待测设备中的接收器），可以单独测量出每个接收器的灵敏度。这种方法有助于测量接收链路之间的隔离度。此外，通过将VSG信号同时送入所有接收器中，可以验证由于最大比合并（MRC）而获得的灵敏度的改进。灵敏度的这一改进验证了MIMO信号处理的实质部分。待测设备的驱动程序应该能够报告错误接收或者正确接收的数据包个数。
另一种模式是，更全面的利用发送/接收的切换功能，测试接收器的PER和待测设备的灵敏度。在该模式下，我们可以通过配置开关来测量接收器发出的确认信息（ACK）。这些ACK只在没有检测出错误的时候才会发出。因此，我们可以在不同的衰减器设置和不同的接收器配置情况下测量PER，即分别启用一个、二个、三个或四个接收器。通过测量不同信号电平下的PER值，我们可以精确测量出任意接收器组合的灵敏度。通过改变开关/衰减器的组合就可以自动执行整个测试序列。测试软件定义了测试序列，并且仅仅利用该序列就可以启动测试操作。之后，MPTA自动执行整个序列。这一模式不仅验证了Tx/Rx切换和MRC灵敏度的改善情况，而且消除了由于多种控制和待测设备软件交互而导致的时间开销。
一体式VSG/VSA外加合成器的方案
在这种配置方案下，一个无源功分器/合成器取代了图3中的合成器与高速开关配置。这一方案具有最低的MIMO测试成本，同时具有较好的MIMO制造测试覆盖率。
图3 单IQflex脉冲合成器测试MIMO待测设备
在发射器的测试中，合成器对来自于发射器的信号进行叠加。IQsignal分析软件从传统的或者MIMO的前导（preamble）中分析出所有发射器共有的某些发射器的属性。例如，数据包开始的载波频率的动态变化，以及前导尾部的频率偏移。根据MIMO的前导还可以分析出每个发射器的其他的发送信号属性，例如Tx功率、I/Q不均衡和频谱平坦度。通过对比合成后的信号与根据从MIMO前导估算出的信道响应得到的理想合成信号，我们可以测量出整个发射器质量的EVM指标。这种测量要求在分析软件之前就要知道数据包中的数据内容。但是，发射器的扰码（transmitter scrambler）可以对每个报文都不同，因为起始状态是由分析软件分析出来的。
任何会引起信号质量下降低于预订界限的发射器减损都将降低合成信号的EVM。这包括压缩和I/Q不均衡。相比单VSG和VSA外加合成器与高速开关的测试方案，这种系统配置无法测量出射频链路隔离度，也无法定位出某条发送链路的故障。如果可靠的安装能够提供20dB隔离度，那么射频链路隔离度也不是大不了的问题，20dB的隔离度常用作链路之间进行充分隔离的规范指标量，以提供良好的MIMO性能。
对于接收器测试而言，将同样的信号送入待测设备的所有接收器中。如果待测设备启用一个接收器，那么可以测量出这一个接收器的灵敏度。如果启用了所有的接收器，那么由于最大比合并（MRC）而改进的灵敏度就验证了MIMO信号处理的重要部分。在一体式VSG和VSA外加合成器的测试方案中，发射器和接收器的测试是在MIMO模式下进行的，带有质量测试参数，具有合理的测试时间，测试成本较低。LitePoint IQflex外加合成器支持这种测试方法，为用户提供了性能可靠而出色的测试方案。这种测试方法的不足之处在于，它需要已知MIMO发射器发射的数据才能进行测量，并且无法测量射频链路之间的隔离度。
单VSG/VSA外加高速开关的测试方案
在这一配置方案下，如图4所示，MPTA被一个开关所代替，去掉了合成器。ODM利用IQflex和现有的射频开关已经开发出了与此类似的配置方案，其中开关是由测试软件直接控制的。
图4 单IQflex外加高速开关无合成器的MIMO待测设备测试方案
对于发送测试，这种配置无法检验所有的发射器是否在相同时间发送信号。这一配置与一体式VSG和VSA外加合成器与高速开关的配置方案的主要差别在于接收器的测试。相比MPTA，这一配置无法将VSG信号同时送入待测设备的所有接收器中。因此，它无法检验待测设备MIMO接收器内的MRC处理过程。
由于这种配置是由现有的器件组装而成的，它在测量Rx PER时无法进行Tx/Rx切换，并且可能需要较长的测试时间，因为其链路切换是由测试控制软件实现的。而且，其精确的接收器灵敏度测量的速度对于生产测试应用来说可能太慢了。
这一配置相比合成器配置的优势在于它能够测量射频链路之间的隔离度。但是相比MPTA配置，它在接收器测试方面有很大的局限性。
比较
表1列举了每种测试方案能够测量的参数以及功能。
结束语
IQnxn是应对MIMO WLAN测试挑战的一种综合性测试解决方案。这种功能强大的测试方案常用于产品的研发、DVT以及制造过程中的质量评价和调试场合。
同样，IQflex或IQview外加合成器的测试方法具有最低的MIMO测试成本，良好的测试性能，较短的测试时间以及较高的测试覆盖率。为了改进测试覆盖率，缩短测试时间开销，IQflex外加MPTA的方案增加了射频链路的隔离度和单个发送故障的识别能力，增强了接收器测试功能。
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