Wi-Fi测试解决方案

由来：

“Wi-Fi” 一词主要来源于Wi-Fi技术联盟，其单词来源于“wireless”（无线）和“fidelity”（保真度）两个单词。其主要基于 IEEE 802.11的一系列无线局域网标准，通过执行标准构建起常用的无线局域网连接方式。

Wi-Fi世代：

Wi-Fi以IEEE 802.11为标准，Wi-Fi联盟在2018年起发起了“Generational Wi-Fi” 推广计划， 基于主要的家用和商业Wi-Fi技术（物理层版本），引入了更容易让消费者明白且方便记忆的“Wi-Fi世代名称”，格式为“Wi-Fi”后面增加一个整数代表世代，并且鼓励行业使用世代名称作为行业术语。该项世代名称最早用于命名了Wi-Fi 6（802.11ax），同时Wi-Fi 联盟也重新命名了 Wi-Fi 4 和 Wi-Fi 5，对应物理层技术分别为 802.11n 和 802.11ac。

Wi-Fi 5 （ 802.11ac）：

Wi-Fi 5 主要目标是仍然是提高带宽，为超大信号（Gbps级别）的传输提供传输的可能性。

• 频段：Wi-Fi 5 是基于802.11a进行扩展，保持在5Ghz频段上进行传输。在中国，目前仅开放了5170MHz~5330MHz（160MHz）、5735MHz~5835MHz（100MHz）两个频段进行使用。
• 带宽：Wi-Fi 5 的信道宽度可达到80MHz、160MHz、80+80MHz（不连续频段）。通过提高带宽，可以实现内部更多的子载波，提高数据的容量。
• 动态信道管理：由于信道宽度较高，为了避免整个频带内存在干扰而导致不可用，在802.11ac中，增强定义了RTS/CTS机制，通过RTS-CTS侦测机制来协商确定哪些信道可用，并动态调整信道使用资源，充分复用信道并调整带宽。如两个AP存在80MHz冲突时，可以协商调整，让两个AP工作在同一信道上。
• 物理调制方式：从64QAM升级至256QAM，每个symbol的数据量最大从6bit提升至8bit，但是对无线环境要求更苛刻，信噪比要求更高，适用于近距离AP中。
• 帧聚合：Wi-Fi 5 在MAC层中增加了帧聚合方式，提高封装效率，多个帧使用同一个物理头，提高封装效率，减少对空口的占用和争抢次数。
• MIMO： Wi-Fi 5 的后期版本（802.11ac Wave 2）采用了MU-MIMO（多用户多发多收）技术，即一个AP最多针对4个station进行并行发送，而不是对多用户时进行分时发送。Wi-Fi 5 版本下该技术只能针对下行多用户进行优化，但也有效改善了多用户下的冲突，使得多用户使用同一个Wi-Fi 网络时，连接更稳定。

Wi-Fi 6 （ 802.11ax）：

Wi-Fi 6 主要目标是让Wi-Fi适应密集型的场景，比如数十台终端同时与一个无线接入点（AP）无线电通信。

• MU-MIMO：Wi-Fi 6 相比 Wi-Fi 5，引入了上行和下行的最高8x8x8的MU-MIMO，同时为多个终端服务。MU-MIMO 可以有效提高多用户并发场景下的体验。
• OFDMA（正交频分多址） ：Wi-Fi 6引入了OFDMA（正交频分多址）技术。传统的OFDM 在使用过程中，每个时间上只会针对一个用户进行处理。而OFDMA则是将频带内子载波单元划分成为多个RU（Resource Unit，资源单位），每个RU至少含有26个子载波。通过分配不同用户下使用不同的RU，动态分配资源并实现同时传输。
• 物理调制方式：从256QAM升级至1024QAM，每个symbol的数据量最大从8bit提升至10bit，但随之而来的是对连接质量的更高要求。
• BSS Coloring 着色机制：Wi-Fi 6 引入了新的同频传输识别机制，在PHY报文头添加BSS color对不同的BSS数据进行染色。只有当颜色相同时，才会判定干扰，推迟发送，避免干扰。
• 覆盖范围扩展：Wi-Fi 6 采用了长发射时间的方式，降低了终端的丢包率。同时发送时可以采用窄带发送，避免频带噪声的干扰，因此覆盖范围增加了不少。
• 频率范围： Wi-Fi 6 重新使用了2.4GHz频段。虽然该频段有蓝牙等ISM信号的干扰，但是可以提高传输距离，增加向下的兼容性。

Wi-Fi 6E （ 802.11ax）：

Wi-Fi 6E 最主要的增强，就是引入了6GHz频段范围，其频率覆盖从5925MHz至7125MHz，共计1200MHz范围，可以额外提供7个160MHz信道用于传输。对于提升现阶段拥挤情况具有非常重大的意义。

但目前各国对于 Wi-Fi 6E 仍处于关注或者是初步调研的阶段，同时也只有较少的设备支持 Wi-Fi 6E 的 6GHz频段（如英特尔® Wi-Fi 6E AX210 无线网卡），中国目前也尚未公布对该频段的支持。但作为技术的前沿，具有非常重要的发展意义。

Wi-Fi 物理层测试：

Wi-Fi 作为一种无线传输方式，需要对其射频质量进行测量，以确保射频传播质量能达到要求。

针对目前已经商用的 802.11a/b/g/n/ac，国内可参照YD/T 3168-2016 《公众无线局域网设备射频指标技术要求和测试方法》开展测试。

发射机：

• 最大等效全向辐射功率（EIRP）：
• 最大等效全向功率谱密度
• 频率容限
• 矢量相位误差
• 占用带宽
• 杂散发射
• 发射频谱模板
• 上升沿时间/下降沿时间
• 带内平坦度
• 载波抑制

针对目前已经开始投入商用的 802.11ax，国内暂无可参考标准，需要额外根据新特性（OFDMA、MIMO）补充以下测试项目：

• 发射机本振泄漏
• 发射机 Unused tone error
• 载波频率偏移和时间漂移
• 发射机功率精度和RSSI
• 接收机非邻信道抑制比

接收机：

• 最小输入电平（灵敏度）
• 最大输入电平
• 邻道抑制比
• 接收机阻塞
• 动态频率选择

罗德与施瓦茨（Rohde & Schwarz）：

罗德与施瓦茨针对 WLAN 提供了广泛的测试与测量设备。还包括信号分析带宽达 160 MHz 的信号与频谱分析仪，该分析仪是宽带技术和无线连接测试仪的理想之选，可提供快速准确的 WLAN 射频和端到端数据测试。

R&S FSV3000/FSVA3000 & FSW：

罗德与施瓦茨的FSV3000/FSVA3000 和 FSW 系列频谱仪可提供802.11a/b/g/n/ac/ax/be 全系列 Wi-Fi 测量应用 。该测试应用可基于PPUD识别MCS情况并进行自动测量，得到接收机多种参数，如EVM、星座图、上升/下降时间等，一键即可测量得到发射机射频参数性能。

R&S CMW500/CMW270：

罗德与施瓦茨的CMW系列无线综测仪可提供802.11a/b/g/n/ac/ax 全系列 Wi-Fi 接收机和发射机的全套射频测量。CMW500同时也支持其他蜂窝通信测试。CMW 500/270 可支持使用信令模式连接设备，模拟真实的AP/station连接，无需另外操作设备进入测试模式，在研发阶段提供简单易上手的测试体验。同时也支持使用非信令模式对设备进行测试。

R&S CMW100无线综测仪：

罗德与施瓦茨的CMW100非信令无线综测仪可提供802.11a/b/g/n/ac/ax 全系列 Wi-Fi 接收机和发射机的全套非信令射频测量，同时也支持其他蜂窝通信测试。CMW100带有一个射频发射机和一个射频接收机，最大带宽160MHz，并分路成 8路 射频端口，可实现一拖八并行产线测试，大幅节省时间。

R&S SMCV100B 矢量信号发生器：

罗德与施瓦茨的SMCV100B 矢量信号发生器是小型矢量信号发生器，可满足7.125GHz 频段、240MHz 带宽内 802.11a/b/g/n/ac/ax/be Wi-Fi 信号测试。通过 WinIQsim2 软件，可灵活控制输出波形，实现对 Wi-Fi 信号低成本的研究测试。

Wi-Fi信道仿真测试

在Wi-Fi 实际使用过程中，障碍物、人员移动等干扰因素会导致 Wi-Fi 信号在真实的3D世界中具有更大的复杂性。为了在实验室内仿真真实世界的复杂信道环境，推荐使用信道仿真器，对真实世界的衰落、多径等因素进行模拟。

Wi-Fi协议调试

由于部署 Wi-Fi 时，现场会出现不同情况下的干扰和数据传输不正确等情况。为了高效分析数据流和协议情况，可以使用无线协议分析仪，通过空口对数据进行采集测试。

Teledyne Frontline X500 无线协议分析仪：

TeledyneLeCroy的前线X500无线协议分析仪是为无线产品开发者提供的一个强大的一个盒子测试解决方案。X500支持在一个时间相关的共存视图中同时捕获和解码蓝牙®基本速率(BR)、增强数据速率(EDR)、低能耗(LE)、Wi-Fi5/6/6E、Zigbee、线程和有线技术。

结合TeledyneLeCroy的无线协议套件软件，X500为复杂的多技术测试环境提供了无与伦比的捕获性能，包括对最新Wi-Fi技术的市场领先支持。