無(wú)線局域網(wǎng)測(cè)試助力3G+WLAN緊湊融合

WLAN系統(tǒng)與3G移動(dòng)通信技術(shù)相結(jié)合：在熱點(diǎn)地區(qū)通過(guò)WLAN為用戶提供廉價(jià)而更高帶寬的“游牧”式無(wú)線數(shù)據(jù)服務(wù)，在其他地區(qū)和高速移動(dòng)中通過(guò)3G技術(shù)提供真正“漫游”式的無(wú)線數(shù)據(jù)服務(wù)，這類融合將會(huì)使WLAN在3G終端方面也會(huì)像WLAN在PC方面那樣取得同樣的成功。

隨著中國(guó)三大運(yùn)營(yíng)商的3G網(wǎng)絡(luò)的正式運(yùn)行，以及手機(jī)的WLAN(WAPI)的近期開(kāi)閘入網(wǎng)，3G與WLAN這兩種技術(shù)將會(huì)相互互補(bǔ)，它們的融合將越來(lái)越緊密。

WLAN測(cè)試基本概念

IEEE802.11是IEEE無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)的標(biāo)準(zhǔn)，它包括802.11a、b、g，以及采用最新MIMO和OFDM技術(shù)的下一代無(wú)線局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)802.11n等，這里我們主要介紹802.11a/b/g標(biāo)準(zhǔn)。

IEEE802.11b在 1997年發(fā)布，是IEEE802.11在2.4-2.4835GHz頻段的一個(gè)補(bǔ)充，數(shù)據(jù)速率最高可達(dá)11Mbit/s，調(diào)制方式采用補(bǔ)碼鍵控 (CCK：ComplementaryCodeKeying)，運(yùn)作模式分點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模式和基本模式兩種。數(shù)據(jù)傳輸速率可在11、5.5、2、1Mbit/s 上自動(dòng)切換，向下兼容。

IEEE802.11a在1999年發(fā)布，是IEEE802.11在5.15-5.825GHz頻段的一個(gè)補(bǔ)充。由于IEEE802.11b工作的2.4GHz頻段是公開(kāi)的，不需要執(zhí)照，這個(gè)頻段不但是工業(yè)、教育、醫(yī)療專用，甚至還有微波爐和無(wú)繩電話工作，因此電磁波干擾非常嚴(yán)重。因此 IEEE802.11a標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定5.15-5.825GHz頻段，802.11a數(shù)據(jù)速率可達(dá)54Mbit/s或72Mbit/s(Turbo)，采用正交頻分復(fù)用(OFDM)技術(shù)和BPSK、QPSK、16QAM及64QAM調(diào)制方式。

IEEE802.11g在 2003年發(fā)布，擴(kuò)展了802.11b標(biāo)準(zhǔn)到更高的傳輸速率。它包括以前的802.11b標(biāo)準(zhǔn)，并實(shí)現(xiàn)了在2.4GHz的ISM頻段上802.11a標(biāo)準(zhǔn)的OFDM的傳輸技術(shù)。在物理層上，數(shù)據(jù)包的結(jié)構(gòu)和調(diào)制格式與802.11g和802.11a都是相同的，只是傳輸頻率不同。它在2.4GHz的頻段上，數(shù)據(jù)速率可達(dá)54Mbit/s，并向下兼容。關(guān)鍵技術(shù)有DSSS、CCK、PBCC(包二進(jìn)制卷積)和OFDM技術(shù)。

R&S公司的WLAN測(cè)試方案

WLAN的射頻模塊的測(cè)試，根據(jù)上述802.11a/b/g相應(yīng)的規(guī)范，可以分為發(fā)射機(jī)測(cè)試和接收機(jī)測(cè)試兩部分。需要注意的是，測(cè)試WLAN，特別是802.11n，需要帶寬很寬的測(cè)量?jī)x表�？蛻衄F(xiàn)有的儀器中，有些就是由于帶寬的限制而不能升級(jí)WLAN測(cè)試功能。羅德與施瓦茨公司能提供從研發(fā)、認(rèn)證到生產(chǎn)的各種測(cè)試儀表和解決方案。

1.射頻和協(xié)議研發(fā)、認(rèn)證測(cè)試方案

射頻測(cè)試方案如傳統(tǒng)的矢量信號(hào)源SMx(如SMU200A)及矢量信號(hào)分析儀FSx系列(如FSQ/FSV)或者綜合測(cè)試儀CMW500 /280。這些儀器的帶寬都非常寬，因此只要加上相應(yīng)的WLAN測(cè)試選件，就能進(jìn)行WLAN各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試。信號(hào)分析儀的測(cè)量選件測(cè)試功能主要包括：發(fā)射頻譜模板，頻譜平坦度，各種調(diào)制參數(shù)(EVM，星座圖，比特流，IQ參數(shù))及CCDF等等。關(guān)于接收機(jī)的測(cè)試，除了使用信號(hào)源在WLAN模塊在測(cè)試模式下進(jìn)行以外，也可以模擬信令模式，進(jìn)行接收機(jī)的PER(誤包率)的性能測(cè)試，關(guān)于PER測(cè)試，羅德與施瓦茨公司網(wǎng)站上的應(yīng)用文檔1GP56 《802.11PacketErrorRateTesting》有詳細(xì)介紹。

協(xié)議測(cè)試方案如PTW70。PTW70是IEEE802.11多種模式的協(xié)議測(cè)試儀，支持802.11a和802.11g系統(tǒng)，即它提供從射頻前端、物理協(xié)議層、MAC協(xié)議層一直到應(yīng)用程序測(cè)試的多種功能。在802.11b標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方面，重點(diǎn)放在互通性測(cè)量上，尤其802.11b和 802.11g互通性測(cè)試的監(jiān)控模式和分析功能。PTW70是包括從芯片組到整個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)在內(nèi)的WLAN系統(tǒng)組件不可或缺的故障診斷工具。依賴其自身所含的WLAN軟件和硬件模塊，PTW70可用于評(píng)測(cè)不同系統(tǒng)組件之間的交互性和測(cè)試不同技術(shù)之間的兼容性。PTW70在分析儀模式下，可以模擬 IEEE802.11參考模型的WLAN接入點(diǎn)或基站;在偵測(cè)或監(jiān)測(cè)模式下可以記錄WLAN小區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)通wy及消息。

2.生產(chǎn)測(cè)試方案，CMW500/280寬帶綜合測(cè)試儀

CMW500/280是一臺(tái)多標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線綜合測(cè)試儀。除了支持2G、3G等各個(gè)蜂窩移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)外，還可以支持WLAN等非蜂窩通信標(biāo)準(zhǔn)。CMW500/280集成了矢量信號(hào)源和分析儀的寬帶無(wú)線通信測(cè)試儀，提供WLAN終端的全面測(cè)量，同時(shí)測(cè)試速度的極大提升將會(huì)大大降低生產(chǎn)測(cè)試成本。CMW500/280由于帶寬高達(dá)40MHz，因此不但支持802.11a/b /g，還能支持最新的802.11n。它具備全面的測(cè)試功能，包括WLAN的發(fā)射機(jī)模塊測(cè)試，如發(fā)射功率;OFDM、DSSS解調(diào)、 EVMvsSymbol、EVMvsCarrier、EVMvsChip、IQ星座圖等調(diào)制參數(shù);以及頻譜模板等測(cè)量，還包括接收機(jī)模塊的測(cè)試，如CMW 儀器上產(chǎn)生各種WLAN信號(hào)進(jìn)行FER及RSSI的測(cè)試。

值得一提的是，得益于R&S創(chuàng)新的“Multi-Evaluation”并行測(cè)試方法(見(jiàn)圖)，CMW的測(cè)試速度比以往綜測(cè)儀可快上數(shù)倍。一般來(lái)說(shuō)，我們要測(cè)試的發(fā)射機(jī)性能可以分為功率/功率時(shí)間曲線、調(diào)制質(zhì)量、頻譜三大類指標(biāo)。以往采用傳統(tǒng)方法測(cè)試這三大類指標(biāo)時(shí)，都分別對(duì)這三類指標(biāo)采用如下流程：采集數(shù)據(jù)->存儲(chǔ)->評(píng)估分析。因此為了測(cè)得這三大指標(biāo)要采集三次數(shù)據(jù)。我們知道，采集數(shù)據(jù)因?yàn)樾枰�收集足夠多的樣本，是最占用測(cè)試時(shí)間的。如果能改進(jìn)流程，只采集一次數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)起來(lái)，三大指標(biāo)的分析都使用同一組采集數(shù)據(jù)，就至少能節(jié)省兩次數(shù)據(jù)采集的時(shí)間。CMW的 “Multi-Evaluation”就是采用這一創(chuàng)新方法，其流程是：采集數(shù)據(jù)->存儲(chǔ)->多重評(píng)估(Multi- Evaluation)。使用該流程，只需采集一次數(shù)據(jù)，就可以測(cè)試所有的發(fā)射指標(biāo)。因而相對(duì)傳統(tǒng)的測(cè)試方法成倍地提高了測(cè)試速度。

另外，由于中國(guó)允許帶WAPI的3G手機(jī)入網(wǎng)，可以預(yù)見(jiàn)，3G+WLAN手機(jī)的生產(chǎn)測(cè)試需求會(huì)大量增加。由于消費(fèi)者希望手機(jī)集成越來(lái)越多的功能,因此很多3G手機(jī)大都具備藍(lán)牙、GPS、調(diào)頻(FM)收音機(jī)，甚至可能包含手機(jī)電視CMMB。一臺(tái)手機(jī)集成了這么多的功能，測(cè)試自然會(huì)相應(yīng)增加。如果使用傳統(tǒng)的儀器搭建這樣的測(cè)試，最多的情況下，需要用六臺(tái)不同的測(cè)試儀器：

1.2G/3G手機(jī)綜測(cè)儀

2.WLAN綜測(cè)儀

3.藍(lán)牙綜測(cè)儀

4.GPS信號(hào)源

5.FM信號(hào)源

6.CMMB信號(hào)源

這樣，首先，設(shè)備投資需增加，并且測(cè)試系統(tǒng)復(fù)雜度會(huì)大大增加且?guī)��?lái)維護(hù)費(fèi)用的增加;其次，由于要測(cè)試的通信標(biāo)準(zhǔn)增加，測(cè)試時(shí)間會(huì)大大加長(zhǎng)。其結(jié)果是總體的生產(chǎn)測(cè)試成本會(huì)大大增加。因此，手機(jī)廠商將面對(duì)這樣一個(gè)難題：測(cè)試支持多無(wú)線技術(shù)的手機(jī)時(shí)，測(cè)試成本相應(yīng)大大提高。但是，消費(fèi)者卻不能接受多標(biāo)準(zhǔn)多功能手機(jī)比以前貴太多。

如果使用CMW500/280，就可以很好地解決這一難題。由于CMW500/280是一臺(tái)多標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線綜合測(cè)試儀。它可以支持2G/3G標(biāo)準(zhǔn)和WLAN、藍(lán)牙、GPS、FM以及CMMB標(biāo)準(zhǔn)。這樣，測(cè)試多標(biāo)準(zhǔn)的手機(jī)就只需要一臺(tái)儀器，這降低了設(shè)備投資，并大大簡(jiǎn)化了生產(chǎn)測(cè)試系統(tǒng)。因而解決了上面的設(shè)備投資和測(cè)試系統(tǒng)復(fù)雜帶來(lái)的問(wèn)題。另外，CMW在各個(gè)通信標(biāo)準(zhǔn)都采用了創(chuàng)新的R&S的“Multi-Evaluation”并行測(cè)試方法，再加上適用于2G/3G手機(jī)射頻校準(zhǔn)的“SmartAlignment”快速智能校準(zhǔn)技術(shù)，可以大大減少測(cè)試時(shí)間。從而大大緩解由于通信標(biāo)準(zhǔn)增加帶來(lái)的測(cè)試時(shí)間加長(zhǎng)的問(wèn)題。所以，使用CMW，可以在增加通信標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，測(cè)試成本卻沒(méi)有明顯增加。這利于廠商生產(chǎn)出性價(jià)比更高的多無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)手機(jī)。