无线局域网设备射频一致性测试

无线局域网设备射频一致性测试无线局域网设备射频一致性测试 WLAN 概述概述 WLAN wireless local area network 是有线局域网的替代者 中国在 2000 年已经开始应用 WLAN 但 WLAN 市场的真正启动和成长是在 2001 年下半年 中国电信 中国移动 中 国网通都进入了 WLAN 市场 近年来我国 WLAN 产品型号核准的数量正在逐年增加 从 这点也可以看出 WLAN 在我国正经历着快速的增长 市场在不断地扩大 无线局域网标准分两部分 射频测试标准和互操作性测试标准 射频测试标准包括 欧洲 标准 ETSI 300 328 美国 FCC 标准 Part 15 247 IEEE 802 11PHY 及我国的 GB15629 1102 2003 即 WAPI 在我国有关 WLAN 产品的政策法规有两个 信部无 2002 277 号文件 关 于使用 5 8 GHz 频段频率事宜的通知 和信部无 2002 353 号 关于调整 2 4 GHz 频段发射 功率限值及有关问题的通知 互操作性标准为 Wi Fi Alliance Test Plan 802 11 系列标准是 IEEE 制订的关于空中接口发送的以太网数据包的标准 包括 IEEE 802 11a IEEE 802 11b IEEE 802 11g 见表 1 由于最初的 802 11 标准在安全 用户健全等方面存在着缺陷 我国在 IEEE 802 11 基础上 提出了一个改进的标准 即 GB15629 1102 2003 WAPI 两者的不同之处见表 2 WLAN 射频一致性测试参考标准 WLAN 射频一致性测试参考标准及我国相关政策法规包括 1 信部无 2002 353 号文件 关于调整 2 4 GHz 频段发射功率限值及有关问题的通知 2 信部无 2002 277 号文件 关于使用 5 8 GHz 频段频率事宜的通知 3 GB 15629 1102 2003 信息技术系统间远程通信和信息交换局域网和城域网特定要求 第 11 部分无线局域网媒体访问控制和物理层规范 2 4 GHz 频段较高速物理层扩展规范 4 ETS 300 328 Electromagnetic compatibility and Radio spectrum Matters ERM Wideband Transmission systems Data transmission equipment operating in the 2 4GHz ISM band and Using spread spectrum modulation techniques Part 1 Technical characteristics and test conditions 5 IEEE 802 11a IEEE 802 11b IEEE 802 11g 下面对信息产业部无线电管理局的两个法规文件的内容作一简单介绍 2 1 信部无信部无 2002 353 号文件号文件 关于调整关于调整 2 4 GHz 频段发射功率限值及有关问题的通知频段发射功率限值及有关问题的通知 信部无 2002 353 号文件规定了工作在 2 4 2 4835 GHz 频段的设备的相关参数 文件中 规定了设备的射频部分与其天线必须按照一体化设计和生产 1 等效全向辐射功率 EIRP 100 mW 或 20 dBm 天线增益 10dBi 时 500 mW 或 27 dBm 天线增益 10dBi 时 2 最大功率谱密度 直接序列扩频或其它工作方式 10 dBm MHz EIRP 天线增益 10dBi 时 17 dBm MHz EIRP 天线增益 10dBi 时 跳频工作方式 20 dBm MHz EIRP 天线增益 10 dBi 时 27 dBm MHz EIRP 天线增益 10 dBi 时 3 载频容限 20 ppm 4 带外发射功率 在 2 4 2 4835 GHz 频段以外 80 dBm Hz EIRP 5 杂散发射 辐射 功率 对应载波 2 5 倍信道带宽以外 36 dBm 100 kHz 30 1000 MHz 33 dBm 100 kHz 2 4 2 4835 GHz 40 dBm 1 MHz 3 4 3 53 GHz 40 dBm 1 MHz 5 725 5 85 GHz 30 dBm 1 MHz 其它 1 12 75 GHz 2 2 信部无信部无 2002 277 号文件号文件 关于使用关于使用 5 8 GHz 频段频率事宜的通知频段频率事宜的通知 信部无 2002 277 号文件规定了工作在 5725 MHz 5850 MHz 频段的设备的相关参数 发射功率 500 mW 和 27 dBm 等效全向辐射功率 EIRP 2 W 和 33 dBm 最大功率谱密度 13 dBm MHz 和 19 dBm MHz EIRP 载频容限 20 ppm 带外发射功率 EIRP 80 dBm Hz 5725MHz 或 5850MHz 杂散发射 辐射 功率 36 dBm 100 kHz 30 1000 MHz 40 dBm 1 MHz 2400 MHz 2483 5 MHz 40 dBm 1 MHz 3400 MHz 3530 MHz 33 dBm 100 kHz 5725 MHz 5850 MHz 注 对应载波 2 5 倍信道带宽以外 30 dBm 1 MHz 其它 1 GHz 40 GHz WLAN 射频一致性测试系统组成 典型的 WLAN 射频一致性测试系统组成如图 1 所示 WLAN 射频一致性测试介绍 4 14 1 802 11a802 11a 测试简介测试简介 802 11a 的测试项目共 13 项 发射功率 发射频谱模板 杂散发射 发射中心频率容限 符号时钟频率容限 中心频率泄漏 发射频谱平坦度 发射星座误差 发射机调制精度测 试 接收机灵敏度 邻道功率抑制 非邻道功率抑制 最大输入电平 1 发射功率测试方法 指令被测器件发射最大功率 频谱仪和矢量信号分析仪测量被测 器件发射功率 2 发射频谱模板测试方法 指令被测器件发射最大功率 由峰值功率计确认被测器件已 经发射最大功率 频谱分析仪测量此信号的频谱 3 杂散发射测试方法 指令被测器件发射最大功率 由峰值功率计确认被测器件已经发 射最大功率 频谱分析仪测量此信号的传导杂散发射 4 发射中心频率容限 20 ppm 发射中心频率和符号时钟频率应使用同一参考频率 源 测试方法 指令被测器件发射最大功率 由峰值功率计确认被测器件已经发射最大功率 频 谱分析仪下变频此信号至 70 MHz 矢量信号分析仪测试此信号的中心频率容限 5 符号时钟频率容限测量方法同 中心频率容限 6 发射频谱平坦度测试方法 指令被测器件发射最大功率 由峰值功率计确认被测器件 已经发射最大功率 频谱分析仪下变频此信号至 70 MHz 矢量信号分析仪测试此信号的频 率平坦度 7 发射星座误差指令被测器件发射最大功率 由峰值功率计确认被测器件已经发射最大 功率 频谱分析仪下变频此信号至 70 MHz 矢量信号分析仪确认此信号的格式 然后测量 此信号的星座图误差 8 发射机调制精度误差矢量幅度 EVM 5 dB 测量方法同 星座图误差 9 接收机灵敏度 误包率小于 10 的最小接收电平如表 3 所示 10 邻道功率抑制 有用信号为大于接收灵敏度 3 dB 的信号 增加临道干扰信号的强度 直到误包率达到 10 时 有用信号与干扰信号的电平差为邻道功率抑制 11 非邻道功率抑制 有用信号为大于接收灵敏度 3 dB 的信号 增加非临道干扰信号的 强度 直到误包率达到 10 时 有用信号与干扰信号的电平差为非邻道功率抑制 12 最大输入电平误包率小于 10 时的天线端口最大接收电平 30 dBm 13 接收机测试方法 方法一 指令被测器件闭环回送接收到的信号 GOLDEN 卡发射有用信号 数字矢量信号源 发射干扰信号 频谱分析仪下变频此信号至 70 MHz 矢量信号分析仪确认此信号的格式 然后解调此信号 由计算机完成信道解码 一方面检查发射的比特是否与接收到的比特一 致 另一方面判断是否是误帧 方法二 GOLDEN 卡发射干扰信号 数字矢量信号源发射有用信号 指令被测器件解调有用 信号 并回送基带比特信号 信道解码后的数字信号 给数字矢量信号源 数字矢量信号源 进行误比特率测试 并转换成误帧率测试 方法三 GOLDEN 卡发射干扰信号 数字矢量信号源发射有用信号 指令被测器件解调有用 信号 给主控计算机传送信道解码后的比特 主控计算机根据有用信号的内容 判断是否误 帧 4 24 2 802 11b802 11b 测试简介测试简介 802 11b 在调制技术和调制方式上与 802 11a 不同 其射频一致性测试也与 802 11a 有所 差别 802 11b 的测试项目主要包括 11 项 发射功率 发射功率电平控制 发射频谱模板 发射中心频率容限 芯片时钟频率容限 开 关功率上升沿与下降沿 射频载波抑制 发射 调制精度 接收机灵敏度 最大输入电平 接收机邻道功率抑制 其中 802 11b 的发射频 谱模板和开关功率上升 沿与下降沿同 802 11a 差别较大 1 发射频谱模板见图 2 2 开关功率上升沿与下降沿见图 3 图 4 WLAN 型号核准测试 WLAN 型号核准测试样机需 3 台 在提供样机的同时 厂家需对以下情况进行声明 被测设 备类型 所支持的标准 工作的频率范围 使用的扩频方式及调制方式 支持的数据速率 支持的功率等级和天线配置 标称的工作电压及环境温度 极限的工作环境 对测试软件有如下要求 1 DSSS OFDM 占空比恒定且不