加快誤碼率測試的置信度和精度估算方法

2021-01-10 電子產品世界

在無線系統誤碼率測試中，通過在測試前進行置信度和精度估算，可以提高測試結果的可靠性並縮短測試時間，本文介紹加快誤碼率測試的置信度和精度估算方法。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/194019.htm

大多數工程技術人員對於術語「誤碼率」(誤碼率)及相關測試非常熟悉。誤碼率測試本質上就是輸出一個已知的數據位流給被測設備，然後捕獲並分析從被測設備返回的數據流。為了使不同儀器有相同的測試結果，常常應用一種特別的偽隨機序列，這是一種源於通訊工業定義的標準。

在當今通訊世界中，電話與諸如無線數據等其它工業普遍受到關注。無線通訊自身充滿變化，並包含了許多分支技術，如點對點微波通訊、衛星通訊、無線電頻率廣播和手機的「雙向」通訊。

幾個不同於誤碼率測試的儀表進入了各種技術領域，用於測量相關系統或部件的性能。如協議分析儀，是一種專用的測試手段，不具有通用性，但可以簡潔而有效地測試誤碼率。

而且，工程師們設計無線系統時，需要一種快速、精確的方法模擬基本的無線通訊通道幹擾(如噪聲和衰減)並驗證所設計的產品在這種環境下的性能。評價一套獨特的無線系統是非常複雜的工作，如果把所有當今使用的數字調製方案都考慮上就尤其複雜。

對於無線系統，不但需要測試誤碼長度，而且要關注什麼樣的背景噪聲造成了如此多的誤碼。因此，無線測試通常要求評價誤碼率與不同水平的模擬背景噪聲對應關係，噪聲由Eb/No(每位能量比噪聲密度)或者位信噪比表示。

應用AWGN(附加白高斯噪聲)到無線設備中，可以產生表示「BER - Eb/No「曲線：通常叫瀑布曲線(water curves)。瀑布曲線表示了誤碼率BER與不斷降低的背景噪聲之間的關係。瀑布曲線圖是最終測試結果，是比較無線系統性能的重要因素。

負責任的工程師，他們最直接的目標是有效地產生測試結果，並進行可信的比較。因此，理解噪聲幹擾的可能分布可以有效地執行測試工作。簡單地說，他可以在可接受的測試時間和期望的置信水平和精度水平之間作出折衷選擇。當測試完成，測試的置信度和精度可應用到瀑布曲線，因此這條曲線可用於可信的定量比較。

本文通過分析此類測試所面臨的問題，詳細描述了當今測試的需求，同時闡述了Fastbit FB100A誤碼率測試儀和FB200A噪聲發生和通道幹擾模擬器作為測試測量儀器的重要性能。

一個通訊通道模型

在所有實際案例中，無線通訊系統可以劃分為一些簡單的模塊。我們給出這個模型的框圖，並解釋FB100A誤碼測試儀如何進行測試。信息的來源是一個人在講話或是一串字符。傳感器將此信息轉換為計算機或處理器可處理的電信號。這種基本的形式就是位或二進位數字。

顯然，一串未定義的數據流並不能代表信息的傳送。還需要一套規則，將基本的可識別語音詞彙或字符串轉換為可識別的數據流。這是源編碼器的基本功能，也是通常無線通訊工程師工作的起點。

一旦工程師知道了信息的類別和形式(即信息源和源編碼的方法)，他就要估算傳送通道所傳送的信息可能受到損害以及損害的程度。這就是誤碼測試優於其它測試方法的地方。簡而言之，工程師的工作是為給定的通信通道的信息源測量誤碼或誤碼率，並為電路設計合適的編碼/解碼器和調製/解調器，或想辦法減少這些誤碼。

誤碼率測試和FB100A儀表

用於無線數據通訊測試的Fastbit系列產品支持串行和並行通訊、可編寫4M字節數據字流、附加4M字節可編寫的內存用於打包數據或幀結構數據。 FB100A為研發工程師設計，它不適用於低端誤碼測試和野外協議分析驗證。FB100A中中包含的功能，如測試包和幀誤碼的測試能力、用於定義和分析長序列的大內存空間，使得它不能與低端的BER測試設備進行價格上的競爭。FB100A的可編程能力使得它對研發工程師非常有價值，因為它不被限定在某一特定協議。FB100A並不是設計用來替代某一專用試驗室協議分析儀，也不能替代昂貴的、高速(Gbs)的(例如SONET系統開發實驗室所需的)誤碼測試。FB100A 可提供100Mbs的串行數據流和高達160Mbs的並行數據流。因此FB100A是那些需要靈活性和高性能但預算緊張的實驗室工程師們的理想選擇。

多數低端誤碼測試儀只把數據流發生器作為從屬功能，即使有內存也很小-只能用於PRBS(偽隨機碼)串行數據流的產生和分析。多數協議分析儀正如它的名字- 只能產生和分析某一特定的序列。FB100A在這方面提供了傑出的性能，無論用戶自定義的序列，還是儀器提供的各種標準PRBS序列，它的 INSTALOK同步技術可提供數據位流的快速同步和誤碼分析。

FB100A獨有的INSTALOK技術包含了快速的兩步處理，無論PRBS數據流是否被植入幀結構的有效載荷，都可提供特殊幀結構頭部同步和快速PRBS數據流同步。而且，PRBS數據流將在第一個幀結構頭部終點(即第一幀有效載荷的起點)開始，在幀結構有效載荷終點終止，使得下一幀結構頭部無縫地連續發射，然後在這一幀的有效載荷部分繼續從上次終止點傳送 PRBS序列。這樣，完整的PRBS序列可以在幀結構中被傳送，完全沒有早期的BER測試中的限制。因此，實現了簡單的設置和測試，避免了其它儀器遇到的複雜問題，如設計和加裝外部邏輯電路或子系統等。

FB100A的INSTALOK技術另一個獨有的功能是它提供字(字節寬度的信息)和字塊誤碼率測試。當字代表幀結構頭部，在頭部中的所有位都被忽略，從而可以模擬協議中幀結構頭部masking功能。在並行數據傳輸中，字的每一位可以被編程並看作一個單獨的通道，誤碼測試可針對字或8個通道中的任意一個。因此，無論被分析的數據是數據位流、字節寬度的字、字塊還是幀和幀結構頭部，都可進行全面和精確的誤碼率測試。


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