wifi Calibration测试资料

WiFiCourse2012.10.08SummaryWiFi技术演进过程及协议栈介绍内容提要IEEE802.11主流解决方案介绍WiFi測試儀器及設備介紹基於Litepoint的Wifi測試解決方案WiFi發射機/接收機指標詳解802.11NMiMo+OFDM技術介紹WLAN技术标准演进:MIMO+OFDM-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-11a和11b不兼容-IEEE推出的第一代WLAN标准-2.4G频段-传输速率1M或者2M-传输速率提高到54M-2.4G频段-兼容11b-目前主流协议-2.4G频段和5.8G频段-传输速率提高到300M-兼容11a/11b/11g-目前主流协议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802.11ac802.11ad2012年现在过去WLAN标准不断完善,可运营可管理性稳步增强,802.11n已经成为主流。90年代初IEEE802.11标准超高速率超高频率提供一种无线接入手段，已广泛应用802.11a/b/g高性能，300M-600M，核心技术：OFDM、MIMO全面兼容11a/b/g802.11n在6GHz以下，用于中短距离的无线局域网技术，单用户的吞吐在超过500Mbps，多用户的吞吐超过1Gbps更高阶的调制（如1024QAM）和更高的编码率（如7/8）多用户MIMO、OFDMA802.11ac提供完全一致的WLAN服务和相同协议栈在60GHz（unlicensed）达到VHT（VeryHighThroughput）距离10米时，在某些NLOS的条件下，吞吐在MACSAP达到1Gbps802.11ad核心思想WiFi四种标准的比较802.11n与A/B/G标准的对比2.4G频段信道划分信道美国和加拿大(MHz）欧洲（MHz）中国和日本(MHz)124122412241222417241724173242224222422424272427242752432243224326243724372437724422442244282447244724479245224522452102457245724571124622462246212X2467246713X2472247214XX2484对于802.11b/g/n整个2.4G频段被划分为14个信道,每个信道的带宽为22MHz在802.11中,每个站点或者AP使用某个信道作为传输媒介,也被称为工作信道WiFi使用频率2.4GHz频段的划分使用工作频率范围为2400~2483.5MHz，属于无需申请的ISM频段；由于使用ISM频段，频率干扰无可避免；83.5MHz带宽，划分为13个信道，每个信道带宽为22MHz；相邻的信道间有重叠尽量不要同时使用，造成干扰；在同一个覆盖其余只可以同时使用3个互不重叠的信道；CH5CH10CH4CH9CH3CH8CH13CH2CH7CH12CH1CH6CH112.4122.4372.462Fre.(GHz)2.4G频段信道划分2.4G频段信道划分•如要被相臨頻道干擾的影響降到最低而又增加傳輸效率,可使用1,6,11三個頻道！2.4G频段信道划分Fc-22MHZfFc-11MHZFc+11MHZfFc+22MHZ5.8G频段信道划分右表为美国UNII（UnlicensedNationalInformationInfrastructure）频段信道分配表，包含24个互不干扰的信道。在5GHz频段以5M为步进划分信道，信道编号n=(信道中心频率GHz－5GHz)*1000/5。在中国802.11a工作在5.725－5.850GHz频段的5个信道，操作信道号分别为：149、153、157、161、165WiFi使用频率5.8GHz频率的划分使用工作频率范围为5725~5850MHz；可用带宽为125MHz，划分为5个信道，每个信道带宽为20MHz；相邻信道互不重叠；MHz57255745576557855805582558505.8G频段信道划分WiFi产品无线路由器笔记本电脑USB无线网卡Iphone5WiFiMain-ChipOwnwer主流的11n芯片供应商名称目前业界主流的11n芯片供应商有Atheros，broadcom，mavell和ralink等，一般企业和运营级的AP都会选用Atheros的方案。Broadcom和ralink主要定位是家有产品选择。11n与11a/b/g共处理器：11n向下兼容11a/b/g，单射频可以同时与11a或11b/g工作，双射频（AGN）可同时与11a和11b/g工作。射频通信的原理利用多天线传输将串行映射为并行各天线独立处理自主运行各天线用各自的调制方式发送电波各天线用各自的解调方式接收电波Wifi产品的RF硬件原理框架图WiFiRFDiagram11n高速率,高带宽11n到底有多快？普通的11g传输文件测试，只能达到23Mbps左右，而11n能达到多少呢？150Mbps整整是11g网络速率的6倍！11n的技术优势高带宽广覆盖易兼容高稳定易穿透密接入OFDM+MIMOIEEE802.11n六大技术优势6大特点的解释普通54M的11G产品，实际用户层吞吐率一般在20-25Mbps，而11n的产品，可以实现300-600M的物理带宽，数据吞吐率至少在百兆以上，和百兆有线的速率相当，完全可以满足一些高带宽的应用需求，比如高清的在线教学、IPTV等。高带宽802.11n采用智能天线技术，通过多组独立天线组成的天线阵列，可以动态调整波束，保证让WLAN用户接收到稳定的信号，并可以减少其它信号的干扰，使覆盖范围能达到11G的6倍以上。广覆盖一般情况下，基于11G的设备可以同时接入20个左右的客户端，而11n的设备可以让更的用户接入，并提供更高的带宽，更适合于用户量比较大的密集接入的场景，比如象今天的媒体发布会之类的场合下的应用。密接入由于采用了多路收发的技术，将对于11G而言，信号穿透性更好，在空间较为复杂的环境中应用，更容易消除盲点，从而简化工程前期的勘测、设计工作，减少设备布放数量，降低建网成本易穿透在11G模式下，如果有多个用户同时接入网络，可能会因为QoS得不到良好的保障，影响实时业务。11n在这方面则有很大的改善，由于采用了MIMO技术，无线信号是多路收发，有效地解决了多径干扰问题，信号稳定性及抗干扰能力等方面比11G产品大大提高，可以支持wifi语音等实时业务。高稳定802.11n在设计之初就保证了后向的兼容性，以前的11a/11b/11G的终端设备仍可以接入11n的网络，充分保护了用户已有的投资。易兼容11n技术一览11n技术一览OFDMMIMO40MHzShortGI帧聚合块应答802.11n车道宽一倍，车流量就大一倍。2.4GHz下慎用。帧与帧之间的间距更短了。多个帧并成一个帧来发。多个帧只用一个应答来搞定。11n核心技术，多天线同时发射接收。11g核心技术，速度达到54Mbps的原因。11n技术一览802.11n关键技术——OFDM（正交频分复用）技术11nMiMo技术11n的核心技术，MIMO101010101010t普通天线MIMO天线MIMO技术利用空间的分集，使得每个码片在时域上更加高效。11n—多天线技术2×2、2×3和3×3有何性能差异？MIMO类型天线个数发射天线接收天线性能2*2222最低2*3323中等3*333（有一根天线为辅助发射）3最高2×2性能最弱，是11n的低成本解决方案，通常为SOHO级设备使用技术。11n的带宽选择11n信道的选择,20MHzor40MHz？20MHz信道40MHz信道2.4122.4172.4222.4322.4422.4522.4622.4722.4842.4272.4372.4472.4572.4672345178910611121314和11g类似，在2.4GHz频段可以有三个不重叠的信道，但是对于11n来说，使用20MHz就意味着只能达到150Mbps的速率。使用20MHz：使用40MHz：和11g的Turbo模式类似，一旦使用40MHz带宽，在2.4GHz频段只有一个信道可用，基本上无法规模部署，解决方法是使用5GHz频段，带宽资源丰富。11nMIMO+OFDM发射功率矢量误差EVM频率误差频谱平坦度发射频谱模板频率稳定时间接收灵敏度等等。。。WiFi产品性能指标WiFi产品为什么要做校准功率的测量和控制是一个重要的考虑设计,一个无线发射器—高功率射频放大器（PA）很少在开环模式，即:在传输线上的功率到天线是不以某种方式调节,外部因素，如法规要求的功率传输大小、网络的复杂多变性、并需要共存与其他无线网络，所以要求有严格控制传输功率。除了这些外部的要求，精确的射频功率控制可以提高传输效率且节约成本。WiFi产品测试常用设备单体ShieldingboxLitepointIQviewLitepointIQNXN二合一ShieldingboxLitepointIQFlexSpectrumPowerMeterSignalGeneratorLitepointIQXelWiFi产品测试常用配件AttenuatorRFCableSMA(F)—SMA(F)PowerSpliterMurata测试探针DCBlockWiFi产品测试方法被测产品衰减器功分器功率计频谱仪电脑信号源可测项目限于：发射功率、频谱模板、EVM、接收误包率等；不能测试项目：接收灵敏度、频率误差、功率上升沿/下降沿、频率稳定时间、IQ信号图等等。缺点：1.采用逐项测试的方,测试时间较长；2.测试项目较少,不能测试所有应测指标；3.需要多台仪器来测试不同的指标。WiFi产品测试方法网线IQView产品产品软件驱动仪器软件IQSignalPC屏蔽箱衰减器1.发射功率2.矢量误差EVM3.频谱模板4.功率谱密度5.平坦度6.载波频率误差7.符号时钟误差8.接收灵敏度……………RF输出RF输入IQview介紹IQview,为一款针对802.11a/b/g/n无线局域网络产品的制造测试解决方案（ManufacturingTestSolution）,满足802.11a/b/g/nWLAN量产严格要求的专用测试工具.IQview是一款将向量讯号分析仪（VSA）、向量讯号产生器（VSG）、频谱分析仪以及功率计整合在单一仪器中的宽频组件,并具备完善的测试参数(EVM、PER、Mask、Phasenoise等分析功能。)802.11WLAN测试专用机(IQview)可取代传统单机的VSG(向量讯号發生器)及VSA(向量讯号分析仪)在WLAN测试应用之功能，而它并具有简易操作方式与WLAN专用分析软件,可简单方便的量测WLAN讯号。测试频段包括2.4G-2.5Ghz,4.9Ghz-6.0Ghz,测试功能包括:发射功率、EVM、频偏、频谱模板、平坦度、载波泄露、接受灵敏度等，最大接受功率为30dbm，支持的调制模式有BPSK、QPSK、16QAM、64QAMIQview介绍IQview人機操作介面IQview介绍FrontPanelIQview人機操作介面IQview介绍BackPanelIQview規格介紹ModulationFormats•BPSK•QPSK•16QAM•64QAM•802.11b1,2,5.5,11Mbit/s•Turbomode•HalfandQuarterrate•ArbitrarywithIQwaveImpairments•I/QAmplitudeImbalance•I/QPhaseOffset•GroupDelay•I&QChannelDCOffsets•AdditionalwithIQwaveAnalysisItems•EVM,AllCarriers&Pilots•EVMvs.Carrier•EVMvs.Symbol/Time•I/QAmplitudean