Verifique el rendimiento radioeléctrico de dispositivos IEEE 802.11be

Su tarea

El desarrollo de estándares de Wi-Fi de próxima generación está ahora en marcha como se ve en el borrador de la especificación IEEE 802.11be, la cual ya ha sido ampliamente definida en la capa física para implementaciones específicas. Los generadores y analizadores de señales ayudan a investigar el mundo de las señales de Wi-Fi 7 y además permiten llevar a cabo pruebas iniciales de componentes y módulos para este nuevo estándar.

La próxima generación de Wi-Fi y el último estándar IEEE 802.11ax Wi-Fi se han definido para mejorar la eficiencia y admitir un rango más amplio de casos de uso, como lugares de gran extensión en donde varios dispositivos conectados se activan al mismo tiempo. Las piedras angulares de esta tecnología incluyen la introducción del acceso múltiple por división de frecuencias ortogonales (OFDMA), la separación de subportadoras de 78.128 kHz, intervalos de restricción más largos y 1024QAM como esquema de modulación más alto posible.

El nuevo estándar se centra en un elevado flujo de datos a baja latencia para aplicaciones en hogares, oficinas y fábricas.

Dos enfoques prácticos ayudan a mejorar el flujo de datos en la capa de enlace física: la aplicación de métodos de modulación elevada y el uso más flexible del espectro de frecuencias asignado, de manera especial en entornos con elevada densidad de usuarios.

IEEE 802.11be incorpora ambos enfoques y también especifica esquemas MIMO más elevados. El nuevo estándar se basa en IEEE 802.11ax y sigue su enfoque de manera consistente. Por ejemplo, los anchos de banda de señal se incrementan hasta 320 MHz para aprovechar la mayor disponibilidad del espectro en la banda de 6 GHz. Además, son posibles nuevos métodos de modulación de hasta 4096QAM junto con una transmisión en paralelo de hasta 16 flujos de datos. La asignación de bloques de frecuencia múltiples (unidades de recursos múltiples o MRU) a un usuario permite el uso más eficiente del espectro y de conexiones de punto de acceso que se adaptan mejor a los clientes con un alto consumo de datos.

El nuevo estándar introducirá el funcionamiento multienlace (MLO) que agrega varios enlaces físicos para mejorar el flujo de datos, la latencia y la confiabilidad.

Estas extensiones permiten de manera colectiva un rendimiento extremadamente alto (EHT), tal como se definió en IEEE 802.11be específicamente para estándares IEEE.

IEEE 802.11be define dos nuevos formatos de la unidad de datos de protocolo de capa física (PPDU) con un nuevo preámbulo para asegurar su aplicación a largo plazo y su compatibilidad con versiones anteriores. Junto con los campos específicos de EHT para los datos de control, cada preámbulo contiene algunos campos de versiones pasadas para garantizar su compatibilidad con estándares IEEE 802.11 anteriores.

Los instrumentos deben ser capaces de manejar los nuevos formatos PPDU y cumplir con los más exigentes requerimientos físicos.

Generación de señales IEEE 802.11be

Una solución de generación de señales IEEE 802.11be debe cumplir con dos condiciones: admitir un ancho de banda de señal de 320 MHz para todos los modos de transmisión de EHT y ofrecer funciones de generación de señales 4096QAM en la banda de 6 GHz (de 5.925 GHz a 7.125 GHz). El rendimiento de la magnitud del vector de error (EVM) del generador debe ser menor a –50 al momento de probar los amplificadores y receptores de potencia. Los generadores de señales vectoriales de alta gama R&S®SMW200A y de rango medio R&S®SMM100A cumplen con estos requerimientos.

Esto requiere de dos opciones: la opción base R&S®Sxx-K54 Wi-Fi que permite la generación de señales según IEEE 802.11a/b/g/n/j/p junto con la opción adicional R&S®Sxx-K147 que incluye nuevas funciones para IEEE 802.11be.

Configuración rápida y sencilla de PPDU

Las señales IEEE 802.11be pueden configurarse en solo unos pocos pasos. Primero, seleccione el modo de transmisión en el secuenciador de bloques de trama y luego configure el PPDU.

Como se mencionó anteriormente, IEEE 802.11be introduce nuevos formatos PPDU (EHT MU y EHT TRIG) los cuales contienen campos U-SIG y EHT-SIG específicos a IEEE 802.11be con campos de capacitación y señalización heredados. Algunos datos de señalización, entre los que figuran el identificador de versión PHY, está preconfigurado. Otros parámetros, como la dirección de enlace, el tipo de PPD, el color de BSS, STA-ID, tipo de MCS y la codificación de canal pueden seleccionarse de manera directa y clara en el cuadro de diálogo de configuración PPDU.

Las configuraciones dirigidas por menú para la asignación de unidades de recursos y los canales perforados se aplican de manera indirecta a EHT-SIG y U-SIG. La opción IEEE 802.11be permite que se asignen múltiples unidades de recursos (MRU) a un usuario individual.

Las unidades de recursos pueden tener 242, 484 o 996 subportadoras, las cuales determinan cuántos canales pueden asignarse al usuario. El índice MRU define las posiciones de la unidad de recursos dentro del canal.

Las gamas de frecuencias específicas dentro del ancho de banda de señal, ocupada por aplicaciones privilegiadas, como los radares del tiempo, son automáticamente excluidas y no utilizadas para transmisiones. Después de seleccionar el estándar (primera columna), el menú de configuración puede utilizarse para posteriores configuraciones.

Mapeo espacial

Para aumentar el flujo de datos, IEEE 802.11be especifica hasta 16 flujos de datos en paralelo para SU-MIMO (16×16) y MU-MIMO para un máximo de ocho estaciones en simultáneo y hasta cuatro flujos de datos para cada usuario. El R&S®SMW200A y el R&S®SMM100A calculan todos los flujos de datos con recursos integrados, dos de ellos pueden generarse simultáneamente a través de las interfaces de RF del R&S®SMW200A.

Análisis de señales IEEE 802.11be

La opción de medición R&S®FSx-K91BE adiciona funciones IEEE 802.11be a las opciones de medición de IEEE 802.11a/b/g/n/p/ac/ad/ax/ay ya disponibles para los analizadores de señal y espectro R&S®FSW de alta gama y R&S®FSV3000 de rango medio.

Dos enfoques para crear un análisis

Uno utiliza el menú de configuración del formato PPDU para definir las señales que no cumplen completamente con el estándar, el cual puede ser interesante en las etapas iniciales de estandarización.

Un enfoque más conveniente implica la autodemodulación y la autodetección para la configuración de parámetros, como las longitudes del campo de entrenamiento largo EHT (EHT LTF) y los intervalos de guarda. En modo autodetección, el analizador se configura de manera automática para una señal IEEE 802.11be aplicada y enumera los parámetros. La asignación de las unidades de recursos, los esquemas de modulación y codificación (MCS) y otros valores específicos del usuario pueden también determinarse en los nuevos campos de señal U-SIG (SIG universal) y EHT-SIG.

Los nuevos esquemas de modulación y codificación 4096QAM, como también los anchos de banda de señal de hasta 320 MHz establecen mayores exigencias a la calidad de señal que en el pasado. IEEE 802.11be requiere de una magnitud del vector de error (EVM) máxima de –38 dB, tanto para PPDU multiusuario (EHT MU PPDU) como para PPDU basado en disparo (EHT TB PPDU). El analizador debe ser capaz de medir la EVM con una precisión de hasta al menos –48 dB con un margen de seguridad de 10 dB. La opción R&S®FSW-B320 para el ancho de banda de análisis de 320 MHz lo hace posible en el R&S®FSW.