基于CMW系列无线综测仪-WiFi测试方案

Wi-Fi技术概述

Wi-Fi,又称“无线网络”,是Wi-Fi联盟的商标,一个基于IEEE 802.11标准的无线局域网技术。

Wi-Fi以IEEE 802.11为标准,Wi-Fi联盟在2018年发起“Generational Wi-Fi”营销项目,基于主要的Wi-Fi技术(PHY)版本,引入了更容易让消费者了解的“Wi-Fi世代名称”(Wi-Fi generation names),格式为“Wi-Fi”后跟一个整数。


世代名称

IEEE标准

最大速率(Mbit/s)

频率(GHz)

名称

发布年份

Wi‑Fi   7

802.11be

(2024)  

1376~46120

2.4/5/6

Wi‑Fi   6E

802.11ax

2020

574~9608

6

Wi‑Fi   6

802.11ax

2019

574~9608

2.4/5

Wi‑Fi   5

802.11ac

2014

433~6933

5

Wi‑Fi   4

802.11n

2008

72~600

2.4/5

Wi-Fi   3

802.11g

2003

6~54

2.4

Wi-Fi   2

802.11a

1999

6~54

5

Wi-Fi   1

802.11b

1999

1~11

2.4

Wi-Fi   0

802.11

1997

1~2

2.


Wi-Fi产品经由Wi-Fi联盟的一家独立授权测试实验室进行严格测试,产品成功通过测试后,授予制造商或销售商使用Wi-Fi标志、Wi-Fi CERTIFIED标志和相关商标,Wi-Fi联盟使用术语“Wi-Fi CERTIFIED”来称呼这类通过认证的产品。认证(Certification)意味着产品与在相同频段内运行的其他Wi-Fi CERTIFIED设备具有互操作性。

目前超过660个Wi-Fi 6E 设备已经获得Wi-Fi Alliance 授予的Wi-Fi CERTIFIED ,多样化且快速增长的Wi-Fi 6E 生态系统包括种类繁多的智能电视,智能手机,企业和住宅接入点以及笔记本电脑。如今接入点可以为企业家以及游戏玩家提供更快的网速,更流畅的网络流以及更稳定的网络连接。NETGEAR 接入点为游戏玩家提供千兆网速以及低延迟网络。

Extreme Networks 的接入点通过WPA3™ 安全性提供户外网络连接。Aruba接入点提供优化的校园以及教室网络连接,还提供Wi-Fi Location™ 功能。思科推出的Wi-Fi 6E 接入点能够更好的支持4K以及8K的视频会议,能够为XR提供更高的带宽,并且提高了工业物联网的联网性能。

Wi-Fi 应用领域

根据IEEE 802.11标准的定义,WiFi网络架构可分为独立型基本服务集(Independent Basic Service Set)、基础结构型服务集(Infrastructure Basic Service Set)、网状基本服务集(Mesh Basic Service Set)以及扩展服务集(Extended Service Set)。WiFi技术具有短距传输、高速率等特点,率先在手机、笔记本电脑等消费级电子终端设备上实现大规模应用,并逐步向物联网、虚拟现实等应用场景渗透。

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除了家庭和办公室中常用接触的IEEE 802.11a/b/g/n/ax 等通用 Wi-Fi 世代之外,基于802.11无线局域网还衍生出多种用于其他方式的无线局域网:


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Wi-Fi 测试相关知识点

Channel Allocation

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Data Rates and Modulation Types

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Transmitter Measurements

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Spectral Share and Emission Mask

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IEEE 802.11 Standard

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根据标准的要求WIAN的发射和接收性能测试,以DSSS 为例(其他制式测试项目类似,个别要求存在差异),主要包括下面项目:

15.4.5.2 Transmit power levels
15.4.5.3 Minimum transmitted power level
15.4.5.4 Transmit power level control
15.4.5.5 Transmit spectrum mask
15.4.5.6 Transmit center frequency tolerance
15.4.5.7 Chip clock frequency tolerance
15.4.5.8 Transmit power-on and power-down ramp
15.4.5.9 RF carrier suppression
15.4.5.10 Transmit modulation accuracy
15.4.5.11 Time of Departure accuracy
15.4.6.2 Receiver minimum input level sensitivity
15.4.6.3 Receiver maximum input level
15.4.7.9 Transmit modulation accuracy

Wi-Fi测试设备

R&S®CMW 一体化平台具有多重优势,能够满足未来发展需求

R&S®CMW 平台易于使用,能够有效执行从复杂的实验室试验到生产线测试的所有测量任务,满足用户极其严格的速度和可靠性要求。高端 R&S®CMW500 可以覆盖整个频谱, R&S®CMW270 则专门用于非蜂窝连接应用。R&S®CMW100 测试仪也已针对生产应用而优化。

R&S®CMW500 宽带无线通信测试仪是适用于 RF 集成和协议开发的通用测试平台。此类测试仪可作为 R&S®CMW500 callbox 以及 R&S®CMW500 协议测试仪。R&S®CMW500 包含完全集成的端对端 (E2E) 数据解决方案,支持全面的 IP 吞吐量和质量测量。此类测试仪内置衰落模拟器,能够轻松地在实际传播条件下执行测试。R&S®CMW500 可在产品开发、生产、服务的所有阶段使用。此解决方案提供最广泛的支持技术。
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R&S®CMW270 无线连接测试仪是一种节约成本的替代方案,可用于开发、生产和服务流程。这一非蜂窝技术领域“专家”功能丰富,可与R&S®CMW500 相媲美。它支持 Wi-Fi、Bluetooth以及广播技术。
R&S®CMW100 通信制造测试装置构建于 R&S®CMW 平台之上,具有灵活的RF 接口,支持同步测试多达八个 RF 端口。R&S®CMW100 的远程控制与测量概念与 R&S®CMW500 是一致的。这两类测试仪都使用相同方法来优化测试时间和设备使用率。使用 R&S®CMW100,用户能够在非信令模式下经济有效地校准和验证无线设备(分析仪/发生器)。
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Wi-Fi在信令以及非信令模式下的测试

信令模式适用于实验室应用,比如系统开发以及 RF 开发/认证。在信令模式下,用户可以通过协议层上的消息来控制 EUT。EUT 与测试仪之间可以通过 RF 信号实现通信。在 R&S®CMW 中,信令模式需要用到信号单元硬件。

通过使用非信令模式,可以有效避免因信号及相关硬件引起的通信费用。EUT 可通过无线通信信道(比如 USB)控制,而不是通过 RF 信号。通过此通信信道,测试软件可以发送命令以便控制 EUT。在 ARB 模式下,可以使用预先计算的波形生成信号(从测试仪到 EUT),因此,用户只需要一台 ARB 发生器,无需信号单元硬件。

在非信令模式下只能测试 PHY 层,这在生产验证阶段通常足够了。相比于信令模式,RF 测试可以在非信令模式下更快地进行,但需要使用软件直接控制测试仪以及 EUT。

通信制造测试装置的主要特点

  • 基于 GtLab的交钥匙生产解决方案,满足不同的芯片组供应商的需求
  • 创新的智能信道解决方案,便于有效地进行多项 EUT 测试
  • 频率范围(最高达 6 GHz)
  • 多技术解决方案
  • 可在最多八个射频端口上并行测试
  • 高测量性能
  • 高测量精度
  • 支持多种可缩短测试时间并最大程度地提高产能利用率的解决方案
  • 最大程度地降低空间需求及占用面积
  • 重量轻
  • 静音
  • 故障平均时间间隔 (MTBF) 长

Wi-Fi自动化测试系统

测试连接示意图

整个测试系统主要由无线综测仪、被测设备(DUT)和测试软件组成。测试软件在系统中起到关键的控制和管理作用。

通过测试软件控制DUT进入不同的测试状态,包括设置不同的参数、执行特定的测试流程以及监控测试进度。同时,测试软件还负责与无线综测仪进行通信和控制。它能够与无线综测仪进行实时的数据交互,控制无线综测仪进行射频相关的测试,例如信号发射与接收、频谱分析、功率测量等。

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考虑到外部射频干扰的日益增强,为了便于定位测试问题保证测试的精度,射频相关的测试时,被测物一般放在屏蔽箱内进行测试。
传统的测试方式为单个EUT测试模式,为促进高效地提高测试效率,生产测试的情况下可使用R&S®CMW100 ,它具有一个 RF 通道(一个分析仪/一个发生器)以及八个 RF 连接器。发生器的信号可以分开,以方便在所有端口同时使用。这样一来,您就可以同时在最多八个 EUT 上执行接收测试,并将吞吐量提高八倍。进行并行测试(广播)的前提条件是测试站的所有 EUT 同时做好测试准备。如果不是这种情况且 EUT 采用序列方式,则测试步骤可以交错进行:在测量一台 EUT 的同时,对另一台 EUT 进行下一步测量配置,并且启动另一台 EUT。
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WirelessWorks测试系统

WirelessWorks测试系统是一种现成可用的解决方案,方便通过远程控制配置测试序列,搭配 R&S®CMW 系列支持的有关常规 RF 测试、预一致性以及卓越用户体验测试场景的所有标准。

WirelessWorks软件引擎基于动态测试脚本的执行。这种基础架构便于轻松、直接配置测试序列,无需关心有关如何远程控制仪器的特定知识,只需要配置所需要的测试项目及限制线。在配置特定标准所规定测试项的参数和限制时,它具有很高的灵活性。在测试最后,可生成易读懂的测试报告,其中包含限制、测试结果和结论。报告使用 .csv、.txt、和 .pdf 格式。

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主要特色:

  • 远程参数配置
  • 远程数据获取
  • 自定义配置仪器
  • 自定义配置DUT
  • 自定义测量项目
  • 自定义限制线功能
  • 自定义测试脚本
  • 自定义测试流程
  • 自定义数据计算比较区间
  • 生产批次统计管理功能
  • 测量数据保存到数据库
  • 查看数据库内容
  • 一键导入导出测量项目
  • 预留客户生产系统对接功能
  • 多语种的操作界面
  • 多仪器组合控制
  • 其他定制功能

项目开发

项目开发主要包括测试项目定版、产品驱动开发、测试脚本的开发以及测试报告的产生。

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测试设计

测试软件提供了丰富的功能来支持测试设计。用户可以通过该软件构建可视化的工作流,使得测试流程更加直观和易于理解。工作流的构建过程简单而灵活,用户可以根据具体需求添加、删除或重新排列各个测试步骤,从而定制出符合自己测试要求的流程。

在测试设计方面,软件支持动态测试脚本和自定义测试脚本的编写。动态测试脚本可以根据不同的测试需求和条件进行在线修改,以确保测试的灵活性和适应性。同时,用户还可以根据特定需求编写自定义测试脚本,配合命令助手功能,使用户能够实时控制和查询测试状态,方便用户进一步定制测试项。以满足更加个性化的测试要求。软件还具备灵活制定测试流程的能力,用户可以根据具体的测试目标和要求,自由组合和配置测试步骤,以实现多样化的测试流程。此外,软件还支持脚本和测试流程的导入导出,方便用户在不同环境或设备之间共享和迁移测试设计。

流程控制

在测试软件中,用户可以详细设置测试项目和测试流程。可以根据不同的产品类型创建不同的测试模板,也可以直接导入现有的测试模板。每个产品类型都对应一个特定的测试模板,这样测试模板可以轻松地复制到其他计算机上并加载,使得在不同设备上进行测试变得简单方便。

在测试过程中,软件提供清晰的指示,显示已经测试、未测试和正在测试的项目。测试界面采用多界面显示,简洁直观,实时显示测试结果和PASS/FAIL状态。此外,软件还提供了异常处理流程的配置选项,例如重新测试、终止测试、暂停测试等,以便及时处理异常情况。

这样,测试人员可以更加高效地进行测试,并在测试过程中及时获得准确的测试结果。整个测试流程变得简单明了,同时提高了测试的准确性和可靠性。

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测试报告

在测试完成后,我们可以生成易读懂的测试报告,其中包含了限值范围、测试结果和结论。测试报告将清晰列出每个测试项的限制条件,这些条件定义了测试的目标和参考标准。对于每个测试项,报告将包含详细的测试结果,这些结果以可读性高的方式呈现,方便用户理解和分析。

这份报告将提供多种格式选择,包括csv、txt和pdf格式,csv、txt格式方便数据的导入和分析,而pdf格式则提供了一种便捷的文档格式,可供打印和在线查阅。这样的测试报告旨在提供清晰、全面且易于理解的信息,帮助您做出准确的决策并对系统的性能进行评估。我们致力于为您提供高质量的测试服务,并确保测试结果以易读懂的方式进行呈现。

报告分析

软件报告分析功能包含常见分析方法的支持,使用户能够方便地生成并解读相应的图表和统计数据。通过软件的报告分析功能,用户可以快速分析生产数据、发现潜在问题、做出决策,并持续改进生产过程,提高生产效率和质量。

线性图(Line Chart)用于显示随时间变化的趋势,可帮助观察生产指标在不同时间点的变化情况。

直方图(Histogram)则用于展示数据的分布情况,可用于分析生产过程中的变异程度或者某个特定指标的频率分布。

散点图(Scatter Plot)则可以展示两个变量之间的关系,通过观察散点图的分布可以判断是否存在相关性。

折线图(Line Plot)用于展示离散数据的趋势,适用于分析生产中的周期性变化或者季节性趋势。

正态分布图(Normal Distribution Plot)则可用于判断数据是否服从正态分布,进而评估生产过程的稳定性。

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系统权限

软件提供了两种不同的登录权限:工程师和操作员。在登录界面上,用户可以选择相应的角色进行登录。工程师登录后,拥有更高的权限。他们可以修改测试项目和测试参数,灵活调整测试设置以满足具体需求,并能保存和生成测试模板。这使得工程师能够根据实际情况对测试进行定制化的设置和管理。

操作员角色没有权限修改测试项目和参数,只能进行测试操作。操作员可以执行已设定好的测试流程,对测试进行启动、暂停和停止等操作,以确保测试的顺利执行。

通过这种登录权限的设定,软件能够有效区分不同角色的用户,并确保测试项目和参数的安全性和稳定性。工程师能够负责测试设置的管理和调整,而操作员能够专注于测试操作的执行。这种分工和权限划分能够提高工作效率并减少潜在的误操作风险 

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关于绿测

广州绿测电子科技有限公司(简称:绿测科技)成立于2015年11月,是一家专注于耕耘测试与测量行业的技术开发公司。绿测科技以“工程师的测试管家”的理念向广大客户提供专业的管家服务。绿测科技的研发部及工厂设立于广州番禺区,随着公司业务的发展,先后在广西南宁、深圳、广州南沙、香港等地设立了机构。绿测科技经过深耕测试与测量领域多年,组建了一支经验丰富的团队,可为广大客户提供品质过硬的产品及测试技术服务等支持。

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