如何简化WiFi的测试.

如何简化WiFi的测试网络研讨会2015.11孙勇泰克公司技术部射频产品经理[e-mail]演讲者简介孙勇–泰克科技（中国）有限公司–分销产品行业渠道开发经理–毕业于清华大学无线电系–十几年来一直从事测试仪器的研发与推广工作–泰克2001年杰出市场冠军奖获得者–自2005年起一直从事泰克无线测试产品推广工作，在无线电监测集干扰测试领域卓有成就，著有《利用NetTek解决移动通信网络干扰问题》发表于《中国无线电管理》–成功推广了泰克创新的MDO混合域分析仪–现负责泰克RF产品的推广工作3内容WiFi市场发展趋势WiFi客户测试需求及面临的挑战泰克推出802.11a/b/g/n/ac测试方案–RSA306高性价比频谱分析仪–WiFi矢量信号分析软件具有独特的功能–WiFi测试助手程序引导客户快速进行WiFi预认证测试泰克射频测试整体方案4WiFi市场发展趋势55当今世界乃是无线通信的世界2011年,超过10亿个电子设备用于无线网络到2015年,将有20亿个电子设备具有WiFi功能566无线无处不在–不仅仅在手机和PC中,现在已经涉及到嵌入式系统,机器到机器的对话中(M2M)嵌入式系统的设计必须考虑无线信号射频信号越加时变带宽的需求飞速增长电磁干扰问题越加严重竞争日趋激烈–产品更新争分夺秒无线技术发展趋势802.11Wi-Fi是最通用的无线接口7WLAN连接的需求增长迅猛54%嵌入式系统设计师表示其现有设计中包含最多的无线功能是Wi-Fi–2012年超过25%数字系统的设计缺陷，电源的开关以及噪声问题都有可能影响WLAN的性能或WLAN的干扰也可能影响数字系统Source:UBMTech2013EmbeddedMarketStudy802.11ac带宽达160MHz802.11ad等新标准正在讨论，将应用更高频段Wi-Fi是Wi-FiAlliance（无线高保真）的简称，Wi-Fi联盟是一家全球及非营利性的行业协会，拥有300多家成员企业，共同致力于推动无线局域网络(WLANs)产业的发展。以增强移动无线、便携、移动和家用设备的用户体验为目标，Wi-Fi联盟一直致力于通过其测试和认证方案确保基于IEEE802.11标准的无线局域网产品的可互操作性。自2000年3月Wi-Fi联盟开展此项认证以来，已经有超过4000种产品获得了Wi-FiCERTIFIED™指定认证标志，有力地推动了Wi-Fi产品和服务在消费者市场和企业市场两方面的全面开展。什么是WiFi过去WLAN标准不断完善，可运营可管理性稳步增强802.11ac802.11ad-IEEE推出的第一代WLAN标准-2.4G频段-传输速率1M-11b2.4G频段，传输速率提高到5.5M和11M-11a5.8G频段传输速率提高到54M-传输速率提高到54M-2.4G频段-兼容11b-2.4G频段和5.8G频段-传输速率提高到300M-兼容11a/11b/11g6G以下频段和60G频段传输速率不小于1Gbit/s协议正在制定和完善之中2012年802.11标准演进January2010标准(已批准)频段带宽调制数据速率(bps)MIMO(bps)原始(1997)2.4GHzISM20MHzSC/DSSS1M,2Mb(1999)2.4GHzISM20MHzSC/CCKSC/PBCC(*)5.5M,11Ma(1999)5GHz20MHzMC/OFDM(64)6M-54Mg(2003)2.4GHzISM20MHzMC/OFDMSC/PBCC6M-54M22M,33Mn(2009)2.4ISM,5GHz20,40MHzMC/OFDM(64,128)7M-150M(每条传送流)4x4(600M)ac(2014?)5GHz20,40,80,160,80+80MHzMC/OFDM(64,128,256,512)7M-867M(每条传送流)8x8(6936M)ad(2012)60GHz2200MHzSCQAMSC+OFDM385M-4620M693M-6756M2.4GHz频段=无需牌照(**)5GHzband=无需牌照(**)动态选择频率，发送功率控制SC=单载波;MC=多载波DSSS=直序扩频;2.4GHz频谱WLAN通道在所有相应的802.11标准中完全相同2.4GHz802.11标准规定22MHz带宽和5MHz通道间隔(但标称带宽为20MHz)邻道重叠及邻道信号会相互干扰Wi-Fi通道1,6,11,或2,7,12,或3,8,13或4,9,14(如果允许)或5,10(允许时可能是14)可以作为集合一起使用。在默认状态下通常把Wi-Fi路由器设置成通道6，通道1、6和11这个集合使用最广泛由于IEEE802.11n40MHz获得更高的数据吞吐量，这明显降低了可以使用的通道数量January2011CHANNELNUMBERCenterFrequencyEUROPE(ETSI)NORTHAMERICA (FCC)JAPANROW12412YesYesYesYes(*)22417YesYesYesYes(*)32422YesYesYesYes(*)42427YesYesYesYes(*)52432YesYesYesYes62437YesYesYesYes72442YesYesYesYes82447YesYesYesYes92452YesYesYesYes102457YesYesYesYes112462YesYesYesYes122467YesNoYesYes132472YesNoYesYes142484NoNo802.11bonlyNo5GHz频谱大部分5GHz通道落在认可的无需牌照的频段外面，因此有各种限制DFS=动态选择频率TPC=发送功率控制SRD=短距离设备25mW最大功率January2012ChannelNumberCenterFrequencyU.S.EuropeJapanChinaKoreaAustraliaBrazil365180YesIndoorsYesYesYesYesIndoors385190NoNoclientonlyNoYesNoIndoors405200YesIndoorsYesYesYesYesIndoors425210NoNoclientonlyNoYesNoIndoors445220YesIndoorsYesYesYesYesIndoors465230NoNoclientonlyNoYesNoIndoors485240YesIndoorsYesYesYesYesIndoors525260DFSIndoors/DFS/TPCDFS/TPCDFS/TPCYesDFS/TPCIndoors565280DFSIndoors/DFS/TPCDFS/TPCDFS/TPCYesDFS/TPCIndoors605300DFSIndoors/DFS/TPCDFS/TPCDFS/TPCYesDFS/TPCIndoors645320DFSIndoors/DFS/TPCDFS/TPCDFS/TPCYesDFS/TPCIndoors1005500DFSDFS/TPCDFS/TPCNoYesDFS/TPCDFS1045520DFSDFS/TPCDFS/TPCNoYesDFS/TPCDFS1085540DFSDFS/TPCDFS/TPCNoYesDFS/TPCDFS1125560DFSDFS/TPCDFS/TPCNoYesDFS/TPCDFS1165580DFSDFS/TPCDFS/TPCNoYesDFS/TPCDFS1205600NoDFS/TPCDFS/TPCNoYesNoDFS1245620NoDFS/TPCDFS/TPCNoYesNoDFS1285640NoDFS/TPCDFS/TPCNoYesNoDFS1325660DFSDFS/TPCDFS/TPCNoNoDFS/TPCDFS1365680DFSDFS/TPCDFS/TPCNoNoDFS/TPCDFS1405700DFSDFS/TPCDFS/TPCNoNoDFS/TPCDFS1495745YesSRD(25mW)NoYesYesYesYes1535765YesSRD(25mW)NoYesYesYesYes1575785YesSRD(25mW)NoYesYesYesYes1615805YesSRD(25mW)NoYesYesYesYes1655825YesSRD(25mW)NoYesYesYesYesWLAN物理层基础知识WLAN物理层采用TDMA协议包中包含：–前置码和包头(PPDU)–前置码允许接收机获得时间+频率同步，估算通道特点，实现均衡–包头提供了与包配置有关的信息–格式,数据速率,包长度,等等–净荷数据(如PSDU或MPDU…)–传送用户的净荷数据January2013前置码和包头净荷数据PSDU或MPDUPPDU物理层-802.11b被调制信号一直以11M芯片/秒的速率形成“码片”没有指定Tx滤波，因此码片是“方形”边缘，频响是Sin(x)/x–发射机必须提供某种Tx滤波，以满足SEM要求频谱主波瓣带宽在零信号之间为22MHz调制星座与BPSK或QPSK类似–DSSS1M即“DBPSK”;DSSS2M即“DQPSK”;CCK星座图看上去与QPSK类似January2014理想的频响是Sin(x)/x正交频分复用(OFDM)OFDM~并行数据总线–把宽带通道分到N个等间隔的副载波中–每个副载波以数字方式调制–每个副载波上的数据速率相对较低–导频副载波–承载已知数据码型–用于同步为什么采用OFDM?–可以耐受多路径效应–更好的数据吞吐量802.11x–不同修订版中副载波数量不同–调制深度改变数据速率15多个副载波单个副载波IaxisQ-Axis01110010每个副载波QAM调制物理层-802.11a/g/j/p(OFDM)802.11a/g信号参数–“a”、“j”和“p”部署在5GHz–“g”部署在2.4GHz–表中有20MHz值802.11j/p–拥有10MHz和5MHz带宽，因此频率扩展½或¼，时间扩展2倍或4倍净荷(数据)–52个副载波,48个数据副载波+4个导频副载波–数据副载波采用BPSK、QPSK、16QAM或64QAM调制。在所有符号中相同–导频副载波(仅BPSK)用来跟踪突发中的频率/相位和幅度变化January2016参数值副载波52(48个数据副载波+4个导频副载波)副载波间隔312.5kHzFFT二元数64码片速率20MHz(=64*312.5kHz)信号带宽16.56MHz(=53*312.5kHz)保护间隔¼Tsymb4.0us(=Tuseful*(1+¼))物理层-802.11a/g/j/p(OFDM)January2017物理层-802.11n(HT)标准物理层名称是HT(高吞吐量)在2.4和5GHz部署“802.11a/gonsteroids”更多的副载波，更宽的带宽，更高的容量选配数据符号短保护间隔(1/8)(吞吐量提高10%)高达4X4MIMO(相同带宽中有4条传送流)注：黑体数值表示与20MHza/g的差January2018参数20MHz40MHz副载波56(52d+4p)114(108d+6p)副载波间隔312.5kHz312.5kHzFFT二元数64128码片速率20MHz40MHz信号带宽17.81MHz36.56MHz保护间隔¼,1/8¼,1/8Tsymb4.0,3.6us4.0,3.6us物理层-802.11n(HT)January2019物理层-802.11ac(VHT)标准物理层名称是VHT(超高吞吐量)仅部署在5GHz频段中VHT基本上是简化的HT(n)，但扩展到更宽的带宽和更多的传送流20/40/80/160MHz邻接带宽选配80+80MHz带宽模式，把160MHz容量划分到两个80MHz信号中，这两个信号可以位于非邻接