无线产品硬件与测试培训资料

无线产品硬件与测试培训无线产品事业部一、 802.11X规范及相关规范内容802.11X规范规范内容说明802.11初始规范，确立2.4GHz频段，2Mps传送，FHSS（跳频）、DSSS（展频）等抗干扰方式802.11a5GHz工作频段、最高传输速率54Mbps802.11b2.4GHz工作频段、最高传输速率11Mbps802.11d追加跨国自适应机制、透过自动扫描机制，调整至该国度、地域所准许的频段、功率802.11e追加频宽、流量管理机制，即QoS（Quality of Service），让影音传输能即时、定量，让多媒体应用保持顺畅度，Wi-Fi联盟将此称为WMM（Wi-Fi MultiMedia）802.11f追加IAPP（Inter-Access Point Protocol）协定，即AP（Access Point：AP）间的沟通协定以实现跨AP涵盖区的漫游（Roaming）效果，让用户端能平稳、无形的切换涵盖区域。802.11g2.4GHz工作频段、最高传输速率54Mbps802.11i存取与传输安全机制，由于此标准未定案前，Wi-Fi联盟已先行暂代地提出比WEP（Wired Equivalent Privacy）更高防护力的WPA（Wi-Fi Protected Access），因此802.11i也被称为WPA2 802.11j欧洲与美国在5GHz以上频段应用不同，日本也同样不同，日本从4.9GHz开始运用，功率也不相同，例如在5.15GHz5.25GHz 频段，欧洲允许200mW功率，日本只允许160mW.因而为应日本区域的运用差异而制订802.11j802.11k无线资源管理，让频段（Band）、通道（Channel）、载波（Carrier）等更加灵活动态的调整、调度，使有限的频段在整体运用效益上获得提升。802.11n采用MIMO（Multiple Input Multiple Output）技术，提升传输速率、突破100Mbps802.11o针对VoWLAN（Voice over WLAN）而制订，更快速的无线跨区切换，以及让语音（Voice）比数据（Data）更高的传输优先权802.11p针对短距传输及运输工具（如：火车）内使用而制订，最初的设定是在300m传输距离内有6Mbps速率。为此还多出两个新创缩写：DSRC及WAVE，DSRC即Dedicated Short Range Communications. WAVE则是Wireless Access in Vehicular Environments.802.11r漫游表现提升，允许更快的切换，用户可更快的漫游802.11s制订与实现先进的Mesh网络，提供自主性组态（self-conifguring）、自主性修复（self-healing）等能力。二、 主要无线性能指标Transmit Spectrum Mask 发送信号频谱模版11b/g/a、20M带宽11n、40M带宽11n发射功率频谱模板应分别符合以下要求：使待测产品处于发射状态，用矢量信号分析仪或IQview/nXn观察其波形，其频谱模版在下图所示蓝色粗实线以下为合格，在发送功率满足要求的前提下，频谱模版越小且越远离蓝色粗实线，其性能越好。无线频谱模版可以测量发送信号的质量和对相邻信道的干扰抑制能力。b模 g/a模 20M n模40M n模 Transmitter Power 发送功率11b/g/a、20M带宽11n、40M带宽11n发射功率无统一标准，需根据实际情况灵活应用，通常普通功率的产品发送功率应控制在以下范围：11b发射功率应满足 18.0+/-1.5dBm；11g/a发射功率应满足 15.0+/-1.5dBm；20M带宽11n功率应满足 14.0+/-1.5dBm；40M带宽11n功率应满足 14.0+/-1.5dBm。发送功率表征的是待测AP发送无线信号强度的大小，在满足频谱模版、EVM性能的前提下，功率越大，其性能越好，在实际应用中表现为无线覆盖范围越大。测量发送功率可以使用功率计、矢量信号分析仪或IQview/nXn。EVMEVM是error vector magnitude的缩写，他表征的是一个矢量误差幅度的概念，如右图所示。在AP的无线指标中，EVM是发送状态时一个非常重要的指标，它是表征信号发送质量的好坏的一个指标。EVM越小，信号的发送质量越好，其矢量误差幅度越小；EVM越大，其发送信号质量越差，其矢量误差幅度越大。在AP处于发送状态时，EVM与发送功率相关联：发送功率越大，矢量误差被放大的越多，体现在测试结果上，就是EVM越大即发送信号质量越差。所以在实际应用中，我们要在发送功率和EVM间取一个折中，这就是在g模和n模时，发送信号功率不能太大的原因。EVM应满足下表要求：b/g 模满足产品规格数据速率（Mbits/s）125.51169121824364854EVM（dB）-10-10-10-10-5-8-10-13-16-19-22-25n 模满足产品规格ModulationBPSKQPSKQPSK16-QAM16-QAM64-QAM64-QAM64-QAM以用调制类型和码速来区分不同的数据速率。Code Rate1/21/23/41/23/42/33/45/6Relative Constellation Error (dB)-5-10-13-16-19-22-25-28Lo Leakage 本征泄露802.11系统采用零中频方案，将带有调制信息的I/Q信号直接上变频到2.4GHz或5GHz，如果供电直流分量泄露到I/Q信号中，就会产生本征泄露，本征泄露可以用矢量信号分析仪或IQview/nXn来测量，测量的标准本征泄露的功率小于2dB。右图是用IQview来测量的无线产品的本征泄露的结果，图中，红色的”+”代表的功率值为2dB，载波泄露的功率约为-35 dB，远远小于2dB，可以判定测试结果满足要求。Frequency Error 频率误差频率误差表征射频信号偏离该信号所处信道中心频率的大小，通常以IQview/nXn来测量，单位为ppm。测试频率误差要求：25ppm （802.11b）； 20ppm （802.11g/a/n），频偏越小越好，在实际的硬件电路设计中，晶振性能的一致性影响WIFI产品频率误差的一致性，在晶振的选型上，要将性能与成本做折中考虑。Spectral Flatness 频谱平坦度平坦度表征待测信号在其所处信道内，功率平坦的程度，通常用IQview/nXn来测量，规范要求与实际测试结果如右图所示。我们要求平坦度测试曲线必须要在右图所示的两条红线的范围之内，频谱平坦度的平坦与否影响无线信号的连接性能。Power On/Off Ramp TX 上升/下降时间TX 上升/下降时间规范要求需小于2us，测试用IQview/nXn。Receiver Sensitivity 接收灵敏度接收灵敏度是表征AP接收性能的一个参数，接收灵敏度越好，其接收到的有用信号就越多。接收灵敏度越好，其无线覆盖范围越大。接收灵敏度可以用IQview/nXn来测量，在测量接收灵敏度时，要使待测设备处于接收状态，用IQview/nXn的信号发生器发送特定的包文件，在IQview/nXn操作软件上更改信号衰减值，直到PER（%）（误包率）满足规范规定的要求，此时接收灵敏度为IQview/nXn上的信号衰减值与IQview/nXn和待测件之间的cable、衰减器、DC Block等总的衰减值之和。接收灵敏度应满足如下要求：11b/g/a 接收灵敏度rate（Mbits/s）125.51169121824364854Sensitivity(dBm）-82-80-78-76-82-81-79-77-74-70-66-6511n接收灵敏度Modulationcoding Rate Minimum sensitivity 20MHzMinimum sensitivity 40MHzBPSK1/2-80-77QPSK1/2-77-74QPSK3/4-75-7216-QAM1/2-72-6916-QAM3/4-68-6564-QAM2/3-64-6164-QAM3/4-63-6064-QAM5/6-62-59Receiver Maximum Input Level 接收最大输入信号电平接收最大输入信号电平是表征WIFI产品接收性能的另外一个参数，在接收灵敏度一定的情况下，接收最大电平越高表示WIFI产品的动态范围越大，最大输入信号电平可以用IQview/nXn来测量，在测量最大输入信号电平时，要使待测设备处于接收状态，用IQview/nXn的信号发生器发送特定的包文件，在IQview/nXn操作软件上更改信号衰减值，直到PER（%）（误包率）满足规范规定的要求，此时最大输入信号电平为IQview/nXn上的信号衰减值与IQview/nXn和待测件之间的cable、衰减器、DC Block等总的衰减值之和。最大输入信号电平应满足如下要求：最大输入信号电平StandardPSDU Length（bytes）FER(%)Rate(Mbit/s)Required max input level802.11b1024811、5.5-10dBm802.11g1000106、9、12、18、24、36、48、54-20dBm802.11a1000106、9、12、18、24、36、48、54-30dBm802.11n100010所有基带调制-30dBm以上为WIFI产品主要的无线性能，除了以上这些指标外，我们还应该关注谐波、杂散和流量、覆盖范围。谐波与杂散关注的是WIFI产品是否会对其他频段的无线产品造成干扰及干扰的程度，对于FCC、无委等都有各自具体的要求，根据特定的要求将谐波与杂散控制在其要求范围之内；流量和覆盖范围关注的是终端用户实际使用的性能体现，大家对此性能已经非常了解，此处不再赘述。三、 无线性能指标研发测试测试项目Transmit Spectrum Mask 发送功率频谱模板测试预置条件仪器设备：衰减器一个，IQview/nXn（矢量信号分析仪）一台和屏蔽箱一台，测试Computer以及测试电缆。测试步骤1. 按图组网，仪器、设备开机预热30分钟以上，配置DUT以最大发射功率等级由Port1天线口连续发射。2. 在DUT连续发射情况下，配置DUT分别设为b模、g模、a模、20M带宽n模、40M带宽n模，等DUT稳定后，用仪器测试DUT的发射功率频谱模板并记入表格。3. 配置DUT分别工作于Port2、Port3，重复步骤2测量DUT的发射频谱模板，并记入表格。测试规范11b/g、20M带宽11n、40M带宽11n发射功率频谱模板应分别符合以下要求： 测试说明1. 必做项目测试项目Transmitter Power 发射功率测试预置条件仪器设备：衰减器一个，IQview/nXn（功率计）一台和屏蔽箱一台，测试Computer以及测试电缆。测试步骤1. 按图组网，仪器、设备开机预热30分钟以上，配置DUT以最大发射功率等级由Port1天线口连续发射。2. 在DUT连续发射情况下，配置DUT分别设为b模、g模、a模、20M带宽n模、40M带宽n模，等DUT稳定后，用仪器测试DUT的发射功率并记入表格。3. 配置DUT分别工作于Port2、Port3，重复步骤2测量DUT的发射功率，并记入表格。测试规范根据具体芯片方案或客户要求测试说明1. 测试功率为天线口的发射功率2. 在满足仪器输入电平范围以及信噪比的要求下，尽量使用20dB衰减器以提高测试精度(与测试其他指标一样)3. 测试时射频电缆与DUT天线接口、仪器接口等良好接触，并且不能出现射频电缆大角度弯曲(与测试其他指标一样)4. 此项目为必做项目测试项目Spectral Flatness 发射功率平坦度测试预置条件仪器设备：衰减器一个，IQview/nXn（矢量信号分析仪）一台和屏蔽箱一台，测试Computer以及测试电缆。测试步骤1. 按图组网，仪器、设备开机预热30分钟以上，配置DUT以最大发射功率等级由Port1天线口连续发射。2. 在DUT连续发射情况下，配置DUT分别设为 g模、a模、20M带宽n模、40M带宽n模，等DUT稳定后，用仪器读取DUT的发射功率平坦度。3. 配置DUT分别工作于Port2、Port3，重复步骤2测量DUT的发射功率平坦度。测试规范802.11g、 20M带宽11n、40M带宽11n 功率平坦度应满足在 +2dB/-4dB 间 测试说明此项目为必做项目EVM 测试预置条件仪器设备：仪器设备：衰减器一个，IQview/nXn（矢量信号分析仪）一台和屏蔽箱一台，测试Computer以及测试电缆。测试步骤1. 按图组网，仪器、设备开机预热30分钟以上，配置DUT以最大发射功率等级由Port1天线口连续发射。2. 在DUT连续发射情况下，配置DUT分别设为b模、g模、a模、20M带宽n模、40M带宽n模，等DUT稳定后，用仪器读取DUT的EVM。3. 配置DUT分别工作于Port2、Port3，重复步骤2测量DUT的EVM。测试规范b/g满足产品规格数据速率（Mbits/s）125.51169121824364854EVM（dB）-10-10-10-10-5-8-10-13-16-19-22-25n 满足产品规格ModulationBPSKQPSKQPSK16-QAM16-QAM64-QAM64-QAM64-QAMCode Rate1/21/23/41/23/42/33/45/6Relative Constellation Error (dB)-5-10-13-16-19-22-25-28测试说明此项目为必做项目测试项目Frequency Error频率误差测试预置条件仪器设备：衰减器一个，IQview/nXn（矢量信号分析仪）一台和屏蔽箱一台，测试Computer以及测试电缆。测试步骤1. 按图组网，仪器、设备开机预热30分钟以上，配置DUT以最大发射功率等级由Port1天线口连续发射。2. 在DUT连续发射情况下，配置DUT分别设为b模、g模、a模、20M带宽n模、40M带宽n模，等DUT稳定后，用仪器测试DUT的频偏并记入表格。3. 配置DUT分别工作于Port2、Port3，重复步骤2测量DUT的频偏，并记入表格。测试规范不同Rate下的频偏应满足规格要求为最大20ppm测试说明此项目为必做项目测试项目Lo Leakage 本征泄露测试预置条件仪器设备：衰减器一个，IQview/nXn（矢量信号分析仪）一台和屏蔽箱一台，测试Computer以及测试电缆。测试步骤1. 按图组网，仪器、设备开机预热30分钟以上，配置DUT以最大发射功率等级由Port1天线口连续发射。2. 在DUT连续发射情况下，配置DUT分别设为b模、g模、a模、20M带宽n模、40M带宽n模，等DUT稳定后，用仪器测试DUT的载波压缩并记入表格。3. 配置DUT分别工作于Port2、Port3，重复步骤2测量DUT的载波压缩，并记入表格。测试规范不同Rate下的载波压缩应满足规格要求为11b信道中心频率较SIN（x）/x功率低15dB11g中心频率泄露不超过总的发射功率的-15dB(小于平均功率+2dBm)20M带宽11n中心频率泄露不超过总的发射功率的-15dB(小于平均功率+2dBm)40M带宽11n中心频率泄露不超过总的发射功率的-18dB(小于平均功率+2dBm)测试说明此项目为必做项目测试项目Power On/Off Ramp TX 上升/下降时间测试预置条件仪器设备：衰减器一个，IQview/nXn（矢量信号分析仪）一台和屏蔽箱一台，测试Computer以及测试电缆。测试步骤1. 按图组网，仪器、设备开机预热30分钟以上，配置DUT以最大发射功率等级由Port1天线口连续发射。2. 在DUT连续发射情况下，配置DUT分别设为b模、g模、a模、20M带宽n模、40M带宽n模，等DUT稳定后，用仪器测试DUT的载波压缩并记入表格。3. 配置DUT分别工作于Port2、Port3，重复步骤2测量DUT的载波压缩，并记入表格。测试规范 功率上升/下降时间小于2us测试说明此项目为必做项目测试项目Receiver Sensitivity 接收灵敏度测试预置条件仪器设备：衰减器一个，IQview/nXn（矢量信号发生器）一台和屏蔽箱一台，测试Computer以及测试电缆。测试步骤1. 按图组网，仪器、设备开机预热30分钟以上，配置仪器，由Port1天线口输入。2. 在信号源连续发送一定数量的包，配置DUT分别设为b模、g模、a模、20M带宽n模、40M带宽n模，当PER为1%(11n)/8%(11b)/10%(11g)记录其接收灵敏度。3. 信号源分别接于Port2、Port3，重复步骤2测量接收灵明度，并记入表格。测试规范11b/g 接收灵敏度数据速率（Mbits/s）125.51169121824364854接收门限电（dBm）-82-80-78-76-82-81-79-77-74-70-66-6511n 接收灵敏度ModulationcodingRate Adjacent channel rejectionAlternate adjacent channel rejectionMinimum sensitivity 20MHzMinimum sensitivity 40MHzBPSK1/21632-80-77QPSK1/21329-77-74QPSK3/41127-75-7216-QAM1/2824-72-6916-QAM3/4420-68-6564-QAM2/3016-64-6164-QAM3/4-115-63-6064-QAM5/6-214-62-59测试说明此项目为必做项目测试项目Receiver Maximum Input Level 接收最大输入信号电平测试预置条件仪器设备：衰减器一个，IQview/nXn（矢量信号发生器）一台和屏蔽箱一台，测试Computer以及测试电缆。测试步骤4. 按图组网，仪器、设备开机预热30分钟以上，配置仪器，由Port1天线口输入。5. 在信号源连续发送一定数量的包，