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Wi-Fi 7測試攻略

羅德與施瓦茨中國 ? 來源:羅德與施瓦茨中國 ? 2024-11-04 11:07 ? 次閱讀

無線通信領域,每一次技術的迭代都是對現有標準的挑戰與超越。Wi-Fi7(802.11be)作為下一代無線局域網技術,以其突破性的效率,卓越的性能,深遠的歷史演進以及對射頻設計帶來的挑戰,正成為行業關注的焦點。R&S公司,作為全球領先的測試與測量設備供應商,以其專業的信號源和信號與頻譜分析儀解決方案,為Wi-Fi7的極致EVM測試提供了強有力的支持。讓我們通過這一系列文章展開一場對于Wi-Fi7測試的專業性分析。

在介紹測試方案之前,我們先簡單回顧一下Wi-Fi7的兩個技術背景,為我們后面的測試演示做個鋪墊。

Wi-Fi7引入的多資源單元(Multiple Resource Unit,MRU)是其獨有的特性,旨在提高頻譜效率和網絡性能。MRU允許在相同的信道上同時傳輸多個數據流,每個流可以分配不同的資源單元,從而實現更精細的資源分配。這一特性使得Wi-Fi7能夠更好地支持高密度網絡環境,提高多用戶并發性能,減少延遲。MRU還能動態調整資源分配,以適應不同用戶和應用的流量需求,提升網絡的整體吞吐量。此外,MRU靈活的幀結構,有助于實現更高效的上下行傳輸,為未來的Wi-Fi應用提供更強有力的支持。

前導碼打孔(Preamble Puncturing)技術是Wi-Fi7為了提高頻譜效率和網絡容量而引入的一項新技術。在傳統的Wi-Fi傳輸中,前導碼用于同步和信道估計,但他們占用了大量的傳輸時間。Wi-Fi7的前導碼打孔通過在部分子載波上省略前導碼,從而減少了對傳輸時間的占用,提高有效數據傳輸的比例。同時,打孔技術還可以根據不同設備的信號質量和距離,動態調整前導碼的打孔模式,以優化每個設備的傳輸性能。

比如下面這個例子,40MHz和80MHz均有訪問點,如果發生這種情況,在左邊原先的調度方案中,因為其他客戶占用了小部分帶寬,我不能使用320MHz的信道了,而且還會失去其他的自由頻譜。當Wi-Fi7引入前導碼打孔后,右邊現在可以使用所有可用的頻譜,比如這里120MHz組合80MHz的信道,即使不能使用整個320MHz信道,但對有效利用頻譜達到目標吞吐量而言非常重要。

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圖1 前導碼打孔提高頻譜利用效率

R&S公司提供了矢量信號發生器SMW200A和信號與頻譜分析儀FSW組成的Wi-Fi7測試解決方案,提供高精度信號生成與分析,其優秀的EVM指標確保設備測試性能,多功能的分析模式為Wi-Fi7的靈活多變提供了保障。是Wi-Fi芯片與設備研發與產線測試的理想選擇。

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圖2 SMW200A與FSW

SMW200A矢量信號發生器

主機頻率支持到67GHz

高達2GHz的調制帶寬

卓越的相位噪聲性能

集成MIMO和fading功能

信號與頻譜分析儀

主機頻率支持到90GHz

高達8.3GHz的分析帶寬

卓越的低相位噪聲和靈敏度

高動態范圍保證優秀的EVM性能

我們來看看儀器的主界面,了解一下Wi-Fi測試的Setup:

※首先是SMW200A矢量信號發生器,用于產生Wi-Fi信號:

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圖3 矢量信號發生器SMW200A測試SETUP

我們看到用戶界面可以在兩個信號通路(A和B)生成信號,在這里我們只激活了A通路,在該系列文章的第三部分我們會介紹關于雙通道MIMO情景的測試會用到B通路。UI中的框圖展示了信號發生器的不同階段,當然這也是Wi-Fi信號產生的具體流程,包含基帶信號生成階段,可選的衰落模型和高斯白噪聲模塊,右邊是I/Q調制器可以支持IQ幅度相位調整和IQ信號輸出,然后是RF模塊做射頻域參數設置。射頻的頻率和信號幅度可以分別通過左右上角的界面進行設置。主要是基帶部分需要選擇WLAN標準,發生器能夠生成各式不同標準,不同信號制式可以占用同一頻段,Wi-Fi7也是如此。基帶模塊內部還可以對信號的細節進行進一步的剖析設置,比如帶寬,數據內容調制方案,PPDU幀結構,符號時長保護間隔,信令模擬方案,多用戶等等。

※再來看下FSW信號與頻譜分析儀,用于分析Wi-Fi信號:

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圖4 信號與頻譜分析儀FSW測試SETUP

我們選擇進入WLAN選件,只需要設置想要分析的中心頻率和Wi-Fi信號制式,比如802.11be,剩余操作都會由自動檢測功能完成分析了。該功能自動匹配抓取時間和采樣率并對設定的信號參數進行處理。在這里的左下角已經生成了一個解調后得到的星座圖,可以看到是4096QAM,右側是EVM測試結果表格,而上面是信號的時域波形,描繪了信號在1ms時間內的幅度變化,占空比信息。當然,還有更多的功能比如幀結構內部的字段,細節解調信息,解碼信息等可以在Display Config功能內部調用出來分窗口進行顯示。

下面我們通過幾個典型的例子來看看真正的Wi-Fi7信號,把我們剛才介紹的一些知識點與實際應用串聯起來,看一下如何生成與分析Wi-Fi信號,并讓大家對儀器的功能有一個初步的了解。

打孔頻譜發射模板(Punctured SEM)

根據以往的Wi-Fi標準,最顯然的是物理層的測量,比如下行的頻譜平坦度,頻譜模板,上行的靈敏度,信道抑制等。Wi-Fi7引入了新的320MHz頻譜模板,因為原理相同這里我們不再贅述。前面我們介紹到了前導碼打孔技術,那么打孔的頻譜模板也應運而生,它為我們信道的配置提供了更多的可能性。

我們這里先用矢量信號發生器SMW發一個320MHz帶寬,MRU配置是3*996+484形式的Wi-Fi7信號,進入信號發生器基帶模塊的802.11選件,在PPDU configuration中我們可以看到,通過定義MRU Index在位置4上得到一個缺口,也就是說這40MHz帶寬可以彈性分配一個獨立的數據包來允許更多的并行傳輸。當然這個缺口位置是可以根據需要自定義修改的,總共支持1-7不同的位置,MRU Index等于0時表示不使用任何打孔。

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圖5 Wi-Fi7信號PPDU配置

現在我們來看看信號與頻譜分析儀FSW,此時采用默認的頻譜模式,注意頻譜本身,出現了一個對應4號位置的40MHz缺口。在這里,因為符合協議打孔頻譜的條件,就可以定義一個特殊的打孔頻譜發射模板來規定該信號的安全性,保證Wi-Fi信號不會相互影響。

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圖6 Wi-Fi7信號打孔頻譜模板

為了進一步觀察信號中的細節與解調信息,我們可以進入WLAN模式來分析,主界面中顯示了信號的時域波形,星座圖,EVM及其他參數的指標,初步展示物理層的信號質量。

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圖7 Wi-Fi7信號的解調

在這里我想很多朋友會問了,光有這些基礎的物理層參數好像還不夠吧?當然,WLAN選件中為了表征信號的細節信息,我們需要在Display config里面把Signal Field拖入主界面,就能得到關于信號幀結構中各個字段的具體描述了。Wi-Fi7信號的幀結構包括傳統部分,為了與以前的Wi-Fi信號兼容,但更多的興趣集中在Wi-Fi7的新部分。比如EHT通用信號部分,提供標準自身相關信息,前導碼信息也與以前的Wi-Fi標準不同。U-SIG-1部分的B0-B2清楚表征了物理層版本號,后面幾個比特顯示帶寬為320MHz,包括上下行,BSS著色等信息,都可以和信號發生器中設置的參數一一對應。整個320MHz帶寬的信號會分為幾個80MHz不同的數據包一一展示比特位,U-SIG-2部分的B3-B7可以看到打孔信息設置為4,表示前導碼的信令,和我們頻譜缺口位置也對應上了,B9-B10還可以看到信令位的調制方式,可謂是信息量滿滿,對于Wi-Fi7研發和算法開發的用戶工程師來說測試變得簡單了許多。

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圖8 Wi-Fi7信號字段分析

END

羅德與施瓦茨業務涵蓋測試測量、技術系統、網絡與網絡安全,致力于打造一個更加安全、互聯的世界。成立90 年來,羅德與施瓦茨作為全球科技集團,通過發展尖端技術,不斷突破技術界限。公司領先的產品和解決方案賦能眾多行業客戶,助其獲得數字技術領導力。羅德與施瓦茨總部位于德國慕尼黑,作為一家私有企業,公司在全球范圍內獨立、長期、可持續地開展業務。

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原文標題:【7思妙想】| Wi-Fi 7測試攻略:靈活頻譜分配

文章出處:【微信號:羅德與施瓦茨中國,微信公眾號:羅德與施瓦茨中國】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

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