無線局域網(wǎng)設(shè)備射頻一致性測(cè)試
WLAN概述
WLAN(wirelesslocalarea network)是有線局域網(wǎng)的替代者。
中國在2000年已經(jīng)開始應(yīng)用WLAN,但WLAN市場(chǎng)的真正啟動(dòng)和成長是在2001年下半年,中國電信、中國移動(dòng)、中國網(wǎng)通都進(jìn)入了WLAN市場(chǎng)。近年來我國WLAN產(chǎn)品型號(hào)核準(zhǔn)的數(shù)量正在逐年增加,從這點(diǎn)也可以看出,WLAN在我國正經(jīng)歷著快速的增長,市場(chǎng)在不斷地?cái)U(kuò)大。
無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)分兩部分:射頻測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和互操作性測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。射頻測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)包括:歐洲標(biāo)準(zhǔn)ETSI300328、美國FCC標(biāo)準(zhǔn)Part 15.247、IEEE 802.11PHY及我國的GB15629.1102-2003(即WAPI)。在我國有關(guān)WLAN產(chǎn)品的政策法規(guī)有兩個(gè):信部無[2002]277號(hào)文件《關(guān)于使用5.8 GHz頻段頻率事宜的通知》和信部無[2002]353號(hào)《關(guān)于調(diào)整2.4 GHz頻段發(fā)射功率限值及有關(guān)問題的通知》。互操作性標(biāo)準(zhǔn)為Wi-Fi Alliance Test Plan。
802.11系列標(biāo)準(zhǔn)是IEEE制訂的關(guān)于空中接口發(fā)送的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包的標(biāo)準(zhǔn),包括IEEE802.11a、IEEE802.11b、IEEE802.11g。(見表1)
由于最初的802.11標(biāo)準(zhǔn)在安全、用戶健全等方面存在著缺陷,我國在IEEE802.11基礎(chǔ)上提出了一個(gè)改進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn),即GB15629.1102-2003(WAPI)。兩者的不同之處見表2。
WLAN射頻一致性測(cè)試參考標(biāo)準(zhǔn)
WLAN射頻一致性測(cè)試參考標(biāo)準(zhǔn)及我國相關(guān)政策法規(guī)包括:
(1)信部無[2002]353號(hào)文件《關(guān)于調(diào)整2.4GHz頻段發(fā)射功率限值及有關(guān)問題的通知》;
(2)信部無[2002]277號(hào)文件《關(guān)于使用5.8GHz頻段頻率事宜的通知》;
(3)GB15629.1102-2003《信息技術(shù)系統(tǒng)間遠(yuǎn)程通信和信息交換局域網(wǎng)和城域網(wǎng)特定要求第11部分無線局域網(wǎng)媒體訪問控制和物理層規(guī)范:2.4GHz頻段較高速物理層擴(kuò)展規(guī)范》;
(4)ETS300328《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)IEEE802.11a、IEEE802.11b、IEEE802.11g。
下面對(duì)信息產(chǎn)業(yè)部無線電管理局的兩個(gè)法規(guī)文件的內(nèi)容作一簡單介紹。
2.1信部無[2002]353號(hào)文件《關(guān)于調(diào)整2.4GHz頻段發(fā)射功率限值及有關(guān)問題的通知》
信部無[2002]353號(hào)文件規(guī)定了工作在2.4~2.4835GHz頻段的設(shè)備的相關(guān)參數(shù)。(文件中規(guī)定了設(shè)備的射頻部分與其天線必須按照一體化設(shè)計(jì)和生產(chǎn))
(1)等效全向輻射功率(EIRP):≤100mW或≤20dBm(天線增益<10dBi時(shí));
≤500mW或≤27dBm(天線增益≥10dBi時(shí))。
(2)最大功率譜密度:
①直接序列擴(kuò)頻或其它工作方式:≤10dBm/MHz(EIRP)(天線增益<10dBi時(shí));
≤17dBm/MHz(EIRP)(天線增益≥10dBi時(shí))。
②跳頻工作方式:≤20dBm/MHz(EIRP)(天線增益<10 dBi時(shí));
≤27dBm/MHz(EIRP)(天線增益≥10dBi時(shí))。
(3)載頻容限:20ppm。
(4)帶外發(fā)射功率(在2.4~2.4835GHz頻段以外):≤-80dBm/Hz (EIRP)。
(5)雜散發(fā)射(輻射)功率(對(duì)應(yīng)載波±2.5倍信道帶寬以外):
≤-36dBm/100kHz (30~1000 MHz);
≤-33dBm/100kHz (2.4~2.4835 GHz);
≤-40dBm/1MHz (3.4~3.53 GHz);
≤-40dBm/1MHz (5.725~5.85 GHz);
≤-30dBm/1MHz (其它1~12.75 GHz)。
2.2信部無[2002]277號(hào)文件《關(guān)于使用5.8GHz頻段頻率事宜的通知》
信部無[2002]277號(hào)文件規(guī)定了工作在5725MHz~5850MHz頻段的設(shè)備的相關(guān)參數(shù)。
發(fā)射功率:≤500mW和≤27dBm;
等效全向輻射功率(EIRP):≤2W和≤33dBm;
最大功率譜密度:≤13dBm/MHz和≤19 dBm/ MHz (EIRP);
載頻容限:20ppm;
帶外發(fā)射功率(EIRP):≤-80dBm/Hz(≤5725MHz或≥5850MHz);
雜散發(fā)射(輻射)功率:≤-36dBm/100kHz (30~1000 MHz);
≤-40dBm/1MHz (2400 MHz~2483.5 MHz):
≤-40dBm/1MHz (3400 MHz~3530 MHz);
≤-33dBm/100kHz (5725 MHz~5850 MHz);
(注:對(duì)應(yīng)載波2.5倍信道帶寬以外)
≤-30dBm/1MHz (其它1 GHz~40 GHz)。
WLAN射頻一致性測(cè)試系統(tǒng)組成
典型的WLAN射頻一致性測(cè)試系統(tǒng)組成如圖1所示。
WLAN射頻一致性測(cè)試介紹
4.1802.11a測(cè)試簡介
802.11a的測(cè)試項(xiàng)目共13項(xiàng):發(fā)射功率、發(fā)射頻譜模板、雜散發(fā)射、發(fā)射中心頻率容限、符號(hào)時(shí)鐘頻率容限、中心頻率泄漏、發(fā)射頻譜平坦度、發(fā)射星座誤差、發(fā)射機(jī)調(diào)制精度測(cè)試、接收機(jī)靈敏度、鄰道功率抑制、非鄰道功率抑制、最大輸入電平。
(1)發(fā)射功率測(cè)試方法:指令被測(cè)器件發(fā)射最大功率,頻譜儀和矢量信號(hào)分析儀測(cè)量被測(cè)器件發(fā)射功率。
(2)發(fā)射頻譜模板測(cè)試方法:指令被測(cè)器件發(fā)射最大功率,由峰值功率計(jì)確認(rèn)被測(cè)器件已經(jīng)發(fā)射最大功率,頻譜分析儀測(cè)量此信號(hào)的頻譜。
(3)雜散發(fā)射測(cè)試方法:指令被測(cè)器件發(fā)射最大功率,由峰值功率計(jì)確認(rèn)被測(cè)器件已經(jīng)發(fā)射最大功率,頻譜分析儀測(cè)量此信號(hào)的傳導(dǎo)雜散發(fā)射。
(4)發(fā)射中心頻率容限:≤±20ppm,發(fā)射中心頻率和符號(hào)時(shí)鐘頻率應(yīng)使用同一參考頻率源。
測(cè)試方法:指令被測(cè)器件發(fā)射最大功率,由峰值功率計(jì)確認(rèn)被測(cè)器件已經(jīng)發(fā)射最大功率,頻譜分析儀下變頻此信號(hào)至70MHz,矢量信號(hào)分析儀測(cè)試此信號(hào)的中心頻率容限。
(5)符號(hào)時(shí)鐘頻率容限測(cè)量方法同“中心頻率容限”。
(6)發(fā)射頻譜平坦度測(cè)試方法:指令被測(cè)器件發(fā)射最大功率,由峰值功率計(jì)確認(rèn)被測(cè)器件已經(jīng)發(fā)射最大功率,頻譜分析儀下變頻此信號(hào)至70MHz,矢量信號(hào)分析儀測(cè)試此信號(hào)的頻率平坦度。
(7)發(fā)射星座誤差指令被測(cè)器件發(fā)射最大功率;由峰值功率計(jì)確認(rèn)被測(cè)器件已經(jīng)發(fā)射最大功率,頻譜分析儀下變頻此信號(hào)至70MHz,矢量信號(hào)分析儀確認(rèn)此信號(hào)的格式,然后測(cè)量此信號(hào)的星座圖誤差。
(8)發(fā)射機(jī)調(diào)制精度誤差矢量幅度EVM≤-5dB。測(cè)量方法同“星座圖誤差”。
(9)接收機(jī)靈敏度:誤包率小于10%的最小接收電平如表3所示。
(10)鄰道功率抑制:有用信號(hào)為大于接收靈敏度3dB的信號(hào),增加臨道干擾信號(hào)的強(qiáng)度,直到誤包率達(dá)到10%時(shí),有用信號(hào)與干擾信號(hào)的電平差為鄰道功率抑制。
(11)非鄰道功率抑制:有用信號(hào)為大于接收靈敏度3dB的信號(hào),增加非臨道干擾信號(hào)的強(qiáng)度,直到誤包率達(dá)到10%時(shí),有用信號(hào)與干擾信號(hào)的電平差為非鄰道功率抑制。
(12)最大輸入電平誤包率小于10%時(shí)的天線端口最大接收電平≥-30dBm。
(13)接收機(jī)測(cè)試方法——
方法一:指令被測(cè)器件閉環(huán)回送接收到的信號(hào);GOLDEN卡發(fā)射有用信號(hào),數(shù)字矢量信號(hào)源發(fā)射干擾信號(hào);頻譜分析儀下變頻此信號(hào)至70MHz,矢量信號(hào)分析儀確認(rèn)此信號(hào)的格式,然后解調(diào)此信號(hào),由計(jì)算機(jī)完成信道解碼,一方面檢查發(fā)射的比特是否與接收到的比特一致,另一方面判斷是否是誤幀。
方法二:GOLDEN卡發(fā)射干擾信號(hào),數(shù)字矢量信號(hào)源發(fā)射有用信號(hào);指令被測(cè)器件解調(diào)有用信號(hào),并回送基帶比特信號(hào)(信道解碼后的數(shù)字信號(hào))給數(shù)字矢量信號(hào)源;數(shù)字矢量信號(hào)源進(jìn)行誤比特率測(cè)試,并轉(zhuǎn)換成誤幀率測(cè)試。
方法三:GOLDEN卡發(fā)射干擾信號(hào),數(shù)字矢量信號(hào)源發(fā)射有用信號(hào);指令被測(cè)器件解調(diào)有用信號(hào),給主控計(jì)算機(jī)傳送信道解碼后的比特;主控計(jì)算機(jī)根據(jù)有用信號(hào)的內(nèi)容,判斷是否誤幀。
4.2802.11b測(cè)試簡介
802.11b在調(diào)制技術(shù)和調(diào)制方式上與802.11a不同,其射頻一致性測(cè)試也與802.11a有所差別。802.11b的測(cè)試項(xiàng)目主要包括11項(xiàng):發(fā)射功率、發(fā)射功率電平控制、發(fā)射頻譜模板、發(fā)射中心頻率容限、芯片時(shí)鐘頻率容限、開關(guān)功率上升沿與下降沿、射頻載波抑制、發(fā)射調(diào)制精度、接收機(jī)靈敏度、最大輸入電平、接收機(jī)鄰道功率抑制。其中802.11b的發(fā)射頻譜模板和開關(guān)功率上升沿與下降沿同802.11a差別較大。
(1)發(fā)射頻譜模板見圖2。
(2)開關(guān)功率上升沿與下降沿見圖3。
WLAN型號(hào)核準(zhǔn)測(cè)試
WLAN型號(hào)核準(zhǔn)測(cè)試樣機(jī)需3臺(tái)。在提供樣機(jī)的同時(shí),廠家需對(duì)以下情況進(jìn)行聲明:被測(cè)設(shè)備類型、所支持的標(biāo)準(zhǔn)、工作的頻率范圍、使用的擴(kuò)頻方式及調(diào)制方式、支持的數(shù)據(jù)速率、支持的功率等級(jí)和天線配置、標(biāo)稱的工作電壓及環(huán)境溫度、極限的工作環(huán)境。
對(duì)測(cè)試軟件有如下要求:
(1)DSSS,OFDM:占空比恒定且不小于0.1,信道可以調(diào)整。
(2)HSS:占空比恒定且不小于0.1,跳頻關(guān),且信道可以調(diào)整。
在2.4GHz頻段工作的設(shè)備型號(hào)核準(zhǔn)測(cè)試項(xiàng)目包括:等效全向輻射功率(EIRP)、最大功率譜密度(EIRP)、頻率范圍、處理增益、占用帶寬、頻譜框架、載頻容限、雜散發(fā)射(工作狀態(tài));在5.8GHz頻段工作的設(shè)備型號(hào)核準(zhǔn)測(cè)試項(xiàng)目包括最大發(fā)射功率、最大功率譜密度、帶外發(fā)射功率(EIRP)、占用帶寬、載頻容限、雜散發(fā)射(輻射)功率。