隨Wi-Fi 7作為近年來一個熱門的話題，其中的測試項目也五花八門，行業中各個廠家也各有側重，包括：

1、功放廠家關注數字預失真（DPD）、峰均比（PAPR）；

2、無線設備制造商關注誤差矢量幅度（EVM）、IQ數據不平衡；

3、半導體公司關注IQ噪聲、噪聲系數（NF）；

4、系統制造商更關注總體衡量的指標，比如EVM影響網絡服務質量以及多用戶和MIMO的系統驗證。

    這些特殊項目也構成了Wi-Fi 7測試中的重要環節，比如WLAN SOC（System On Chip）芯片的測試方案，噪聲系數測試，數字預失真（Digital Pre-Distortion，DPD），MIMO測試場景等。本篇以SOC芯片的Wi-Fi7測試方案為話題，在這一系列技術方案中以SOC芯片與MIMO測試這兩個作為演示來鋪陳深入探討這些重要參數的技術細節。

一、WLAN SOC測試

      很多做SOC芯片測試的廠家，除了做單個器件芯片的驗證以外，當然還要評估整個射頻集成電路（Radio Frequency Integrated Circuit，RFIC）整體的驗證，進行SOC級別的RFIC測試可以驗證射頻模塊與其他處理器，內存，模擬IQ接口等模塊的集成是否正確，以及在整個系統中的性能是否符合設計要求。

      這個時候系統往往需要測試的參數很多，比如說射頻接收鏈路的噪聲系數，射頻發射鏈路的DPD，相位噪聲測試，數字信號生成與解調等等。這個時候板子上的信號往往是I/Q分離的，這樣可以在基帶級別對同相I和正交Q分量分別進行處理和分析，甚至通過差分鏈路提高抗干擾性，允許I+，I-，Q+，Q-四個端口單獨測試和校準每個分量。并且，零頻的處理減少了設備的復雜性，降低了射頻鏈路帶來的外部干擾和信號失真，更容易地模擬各種信號條件，如頻率偏移，幅度，相位和調制方式等。這樣的測試板往往是沒有射頻接口的，這時候就需要具備高動態范圍和低噪聲水平的模擬IQ接口的測試儀器。SMW200A矢量信號發生器和FSVA3000系列的信號與頻譜分析儀不僅可以用射頻接口進行測試，還配備的模擬IQ接口的輸入和輸出，讓測試變得更加簡單。其中FSVA3000系列信號與頻譜分析儀專門為320MHz帶寬Wi-Fi7模擬IQ測試開通的±200MHz中頻帶寬選件也成為SOC芯片研發公司的選擇。

圖1 SMW200A+FSVA3000模擬IQ接口Wi-Fi7測試方案

     當然，我們剛才提到的噪聲系數和DPD算法都是可以在模擬IQ接口的情況下進行的，借助噪聲源在冷熱負載兩個狀態下可以精準得到設備噪聲系數，借助信號源和頻譜儀的K18選件，可以讓信號反復迭代修正信號源發出的源文件，實現鏈路DPD，達到拓展信號強度線性區域的效果。

二、MIMO測試

      事實上，研發和認證測試中的MIMO場景測量應用更加廣泛。為了能夠完整地重現傳輸信號中的數據和天線間的串擾，所有天線的測試需要同時同步實施才行。

      我們先從信號生成端進行考慮，SMW200A信號發生器可以配置兩個獨立的通道，本身內部的基帶可以合并成一個基帶設置兩個空間流來實現2流的信號輸出，而配備上射頻前端SGT100A矢量信號源連接到SMW200A的模擬IQ接口和數字IQ接口后，可以支持較多8流的數據測試。

圖2 MIMO場景下的多流信號產生

     以2流信號輸出為例，在一臺雙通道信號發生器SMW200A內部設置System Config為Coupled Source模式，并且基帶中配備2個空間流和天線傳輸矩陣，分別映射到RF端口A和端口B，可以看到界面形成了一個2流輸出的架構，這時就可以按照要求配置我們數據流內部的基本信息了。

圖3 SMW200A Wi-Fi2流信號生成

     考慮到頻譜儀只有一個射頻輸入端口，然而空分復用要求兩個或者更多的頻譜儀才能完成與編碼矩陣的計算和信號解調。FSW的WLAN選件中在Signal Capture提供了三種不同的MIMO信號抓取方式 ：

1、Simultaneous需要每一個信號流對應一臺儀器，通過LAN口通信這些儀器，并在選擇的一臺主機中給各個從機輸出參考頻率，Z后在主機中統一解調，這對測試環境的要求比較高。

2、Sequential using OSP Switch Box通過外接R&S OSP系列開關矩陣切換多個天線發出的數據流，分時序的方式自動采集各個源的信號，并整合進行計算，此方法適用于天線數較多的情況，更加傾向于自動化測試的環境搭建。

3、Sequential Manual手動切換多個通道數據流，每測一次，更改一下鏈接到頻譜儀的射頻線纜方向，全部采集完后通過儀器的計算功能得到完整的解調信息。跟方法2一樣，想 要通過時序的方式采集多流信號數據，無論是用開關矩陣切換還是手動切換都需要信號滿足每個流數據的PPDU內容在時間上滿足一樣的特性。

    對于每個天線來說，以下參數也必須保持一致：

1、PPDU length

2、PPDU type

3、Channel bandwidth

4、MCS Index

5、Guard Interval Length

6、Number of STBC Streams

7、Number of Extension Streams

    實際的MIMO信號中，很難達到這個條件，畢竟每個流的信號在生成時就會被賦有不同的signal field以適用于多個場景，所以該測試項僅適用于實驗室研發場景，用信號源生成的標準WLAN的多流信號進行MIMO信號產生能力的驗證。

圖4 FSW對于MIMO信號的抓取

      那么我們這里就可以對一個2流信號做一個簡單的信號源頻譜儀直連的MIMO信號分析驗證，選擇MIMO采集模式，通過兩次通道的信號抓取以及計算結果后，FSW可以根據我預設好的天線傳輸矩陣得到采集到MIMO信號的時域波形和解調結果。可以看到清晰的兩個空間流分別的星座圖與解調EVM數據：

圖5 Wi-Fi 7 MIMO信號的解調

      我們這里只是用信號源與頻譜儀直連驗證了MIMO信號收發的功能，這在實際多通道發射和接收的測試場景中具有可拓展的意義。

三、結語

      Wi-Fi 7帶來的新技術與挑戰，應對這些挑戰采用信號源和頻譜儀的測試解決方案，SOC芯片的Wi-Fi7測試方案，通過深入解析打孔頻譜發射模板，極度EVM測試優化手段和方法，以及拓展應用中的模擬IQ接口的WLAN芯片測試和設備MIMO測試，我們為Wi-Fi 7的性能優化和質量保障提供了有效支持。