WiFi培训

2012年1月15日上海光通研发中心提纲一、WiFi简介二、WiFi要素分析1：组网方式2：信道3：SSID4：速率三、WiFi测试WiFi联盟•1999年成立的非盈利组织•目的：推动WLAN标准的市场化•提出基于IEEE802.11的市场标准(WPA,WPA2,WMM,WPS)•提供产品认证服务，保证互通性•Wi-Fi（wirelessfidelity（无线保真）的缩写）实质上是一种商业认证，具有Wi-Fi认证的产品符合IEEE802.11无线网络规范，它是当前应用最为广泛的WLAN标准，采用2.4G和5G两个频谱下。•Wi-Fi是WLAN中的一种技术,一般不区分Wi-Fi及IEEE802.11WiFi基本原理•WiFi是用无线通信技术将计算机设备互联起来•WiFi局域网本质的特点是不再使用通信电缆将计算机与网络连接起来，而是通过无线的方式连接，从而使网络的构建和终端的移动更加灵活.WLAN简介•WLAN：WirelessLocalAreaNetworks无线局域网•基于IP的，一定范围内高速传输•2.4G或5.8GHz无线频率（ISM频率）传输，没有线缆限制802.11标准的速率与频段54Mb/s22Mb/s11Mb/s1Mb/sIEEE802.11bIEEE802.11gIEEE802.11a2.4GHz5GHz2Mb/sIEEE802.11nIEEE802.11n300Mb/sIEEE802.11200920031999200919991997IEEE802.11的标准无线用户站点接入过程1.无线扫描：获取周围AP的信息(SSID,加密,速率)，主动/被动扫描2.认证过程：为防止非法用户接入，首先需要在用户和AC/FAT、AP/Gateway之间建立认证，认证机制包括两种。只有通过认证后才能进入关联。–开放系统认证–共享密钥认证3.关联过程：如果用户想通过AP接入无线网络，用户必须同特定的AP关联。当用户通过指定SSID选择无线网络，并通过AP认证后，就可以向AP发送关联请求帧。AP将用户信息添加到数据库，向用户回复关联响应。用户每次只可以关联到一个AP上，并且关联总是由用户发起。ProbeRequestProbeResponseAUTHAUTHAssociationRequestAssociationResponseDataWLAN组网方式•对等模式(Ad-Hoc)•基本结构模式(Infrastructure)•AP模式(AccessPoint)•无线网桥模式(WirelessBridge)•无线中继模式(WirelessRepeater)对等模式(Ad-Hoc)•也称为IBSSIBSS(IndependentBasicServiceSet)独立基本服务集•没有中心设备•各个设备自发组网•设备之间是对等的•直接点对点之间传送数据，不需要转发•部署简单方便基本结构模式(Infrastructure)•必须有一个AP负责接入站点•AP是网络的中心，可以管理管理的站点•站点数据都需要经过AP转发•每个AP组成一个BSS•接入控制•认证与计费•数据转发•AP模式：AP有线上行，无线下行AP模式网线ADSL/Cablemodem电话线电信机房WiFiPhone支持WiFi的笔记本WiFi无线网卡InternetAP802.11b/g/nWiFi组网图SSID•SSID：ServiceSetID•区分不同WLAN服务单元的标识（“网络名字”）•无线是无形，需要标识来表示一个WLAN网络服务单元•SSID是一个统称，不同的组网方式，SSID有不同的称呼•ESSID：ExtendSeviceSetID•BSSID：BasicServiceSetID（AP的MAC地址）•IBSSID：IndependentBasicServiceSetID•不同的AP可以使用相同的SSID（组成了ESS）•最大32个字符，可以是任何字符多SSID•一个物理AP设备上虚拟出多个逻辑AP设备•也叫VAP(VirtualAP)，类似VLAN•便于区分不同用途，方便管理ChinaNetmgmtIPTV•单独设置的参数–加密方式–SSID名称–接入限制–隐藏SSID•共用的参数–信道–功率–速率–其他物理参数信道（Channel）•在两点之间用于收发信号的单向或双向通路;•无线信道类似于车道；•无线信道也就是常说的无线的“频段”，是以无线信号作为传输媒体的数据信号传送通道；•无线信道不是独占的，而是所有同信道的AP共用的；•相同信道上工作的AP会降低吞吐量；11n技术原理就是在11g的技术的基础上把马路的宽路增加一倍，然后又缩短了前后车辆的车距，这样才获得了更高的数据吞吐量.不同国家的信道不同国家的2.4GHz信道不同国家的5GHz信道2.4GHz信道分布每个信道的带宽是22MHz，不同国家能够使用的信道是不一样的，中国：1-13；美国：1-11；日本：1-14只有3个互不重叠的信道：1,6,11(或者2,7,12…)5GHz信道分布•不同国家能够使用的5GHz频段很不相同，因此802.11a信道更为零散；•每个信道的带宽是20MHz，而且互不重叠速率（DateRate）•基本速率：•所有WLAN设备必须支持•控制帧、广播帧、多播帧采用基本速率发送•是传输速率的一个子集•传输速率：WLAN设备能够支持的所有速率•一般WLAN设备支持自动选择传输速率ModeTransmitRates(Mbps)BasicRates(Mbps)11bonly1,2,5.5,111(default),211gonly6,9,12,18,24,36,48,546,12,24(default)11g-wifi1,2,5.5,11,6,9,12,18,24,36,48,541,2,5.5,11,6,12,24(default)11bg1,2,5.5,11,6,9,12,18,24,36,48,541,2(default),5.5,11功率（Power）•WLAN设备的发射功率，单位mW或dBm•dBm为分贝毫瓦，是以1mW相比的对数值•dBm=10log(Power/1mW)•1mW=0dBm,10mW=10dBm•100mW=20dBm•每下降3dB，功率减少一半•负的dBm表示功率小于1mW•WLAN发射功率一般不能超过100mW•不同的速率能够使用的最大功率不同•11g和11b的功率是分别调整的测试重要技术指标一、电压纹波调试二、调试晶振的频偏三、Rx性能调试四、Transceiver输出信号质量（TX）电源是保证产品各项性能，包括Wi-Fi性能的基础——最基本的，往往是最重要的。主要测试项目：纹波电压测试方法：产品工作于全负载状态，其中Wi-Fi应跑throughput，用示波器测试产品各个电源的纹波电压。纹波电压需符合规格，其中3.3V纹波应小于100mV，1.2V纹波应小于60mV。一、电压纹波调试测不过怎么办？a.需明确是电源输出纹波就很差，还是分支电源纹波不行。b.如果电源输出纹波就很差，常用的办法是增加电解电容的容值——比如GRN5N3.AZ56S-B，3.3VMP1482的输出电解电容由220uF/10V改成470uF/10V，可有效降低纹波电压。问题是，大容值电解电容的封装较大，位置封装是否合适?c.如果分支电源纹波差，一般适当增加该分支的旁路电容可有效改善。比如把104/0402的贴片电容换成105/0402。问题是，layout是否在电源路径上预留了旁路电容位置?一、电压纹波调试晶振——提供整个系统的时钟源，如果晶振频偏较大，会影响LO，PLL等模块，进而影响整机性能。主要测试项目：晶振频偏测试方法：用频谱仪观察晶振本身的频偏和Wi-Fi的频偏是否落在规格±15ppm以内。如一颗用于Wi-Fi的20MHz晶振：首先测晶振本身的频偏是否在20MHz±15ppm的范围内；其次测Wi-Fi的各信道频偏是否在信道中心频点±15ppm的范围内。请注意这里需要用到单载波测试（即使DUT发射一个不带调制方式的信号）。二、调试晶振的频偏测不过怎么办？需要通过调晶振的旁路电容来控制频偏。一般来说，旁路电容增大，往负偏；旁路电容减小，往正偏。请注意：晶振是温度敏感元件，所以需要使产品工作一段时间，待温度升高后观察晶振的频偏随温度的变化趋势。如BCM535X系列，晶振的频偏随温度的升高往负偏。所以会试着把频偏适当往正方向调一点，使产品温度升高后，频偏不至于超出规格。二、调试晶振的频偏电源和晶振调试完成后可以测Wi-Fi的接收性能。主要测试项目：接收灵敏度测试方法：用IQview做信号发生器，产品做接收。测试在发射功率非常小的情况下，产品能接收到的信号质量（以PER10%为准）。规格：应满足接受灵敏度测试的指标。高速率模式下的接受灵敏度容易fail。所以一般地，至少需要测11Mbps（11b），54Mbps（11g），HT20MCS7和HT40MCS7四个速率下的接受灵敏度。三、Rx性能调试三、Rx性能调试测不过怎么办？a.是否电源的影响？如果电源的纹波电压高，请回到步骤1。b.有些单板，尤其是两层板的接收灵敏度确实没有四层板好。通过调RFswitch控制pin的旁路电容和控制pin到CPU之间的串联电阻，可以有效改善接收灵敏度。四、Transceiver输出信号质量（TX）断开transceiver后端的匹配电路，用IQview测transceiver输出的信号质量。主要测试项目：powervs.EVM，powervs.spectrummask一般来说，只要第一步电源和第二步晶振调试OK，transceiver输出的信号质量不会有太大问题。若要求IPEX端输出，HT40MCS7下能做到：power=15dBm，EVM为-28dB，那么在transceiver输出端，HT40MCS7的EVM为-28dB时，对应的功率至少要能开到16dBm以上。因后端的匹配电路若没有PA等放大元件，就会有一定损耗（如L、C，滤波器，switch等都会有插入损耗）测不过怎么办？a.回到步骤1和步骤2。b.微调电源：检查layout，关键的RF电源入口是否都有bypass电容？若有预留，一般地，电源路径上bypass电容的容值以从大到小的顺序排列，滤波效果会更好；关键的电源路径，如给内置PA供电的3.3V，采用∏型滤波的结构，可改善电源的质量。四、Transceiver输出信号质量（TX）四、Transceiver输出信号质量（TX）∏型滤波的结构有三个旁路电容，且容值从大到小排列旁路电容要尽量接地充分调试时，可以更换三个旁路电容的容值，也可以尝试把磁珠换成0ohm电阻。无线产品测试常用设备仪器attenuatorantennaShieldingboxsplitterIQVIEWIQFLEX无线板测环境ThankYou！