WLAN概述
WLAN(wirelesslocalarea network)是有線局域網的替代者。
中國在2000年已經開始應用WLAN,但WLAN市場的真正啟動和成長是在2001年下半年,中國電信、中國移動、中國網通都進入了WLAN市場。近年來我國WLAN產品型號核準的數量正在逐年增加,從這點也可以看出,WLAN在我國正經歷著快速的增長,市場在不斷地擴大。
無線局域網標準分兩部分:射頻測試標準和互操作性測試標準。射頻測試標準包括:歐洲標準ETSI300328、美國FCC標準Part 15.247、IEEE 802.11PHY及我國的GB15629.1102-2003(即WAPI)。在我國有關WLAN產品的政策法規有兩個:信部無[2002]277號文件《關于使用5.8 GHz頻段頻率事宜的通知》和信部無[2002]353號《關于調整2.4 GHz頻段發射功率限值及有關問題的通知》。互操作性標準為Wi-Fi Alliance Test Plan。
802.11系列標準是IEEE制訂的關于空中接口發送的以太網數據包的標準,包括IEEE802.11a、IEEE802.11b、IEEE802.11g。(見表1)
由于最初的802.11標準在安全、用戶健全等方面存在著缺陷,我國在IEEE802.11基礎上提出了一個改進的標準,即GB15629.1102-2003(WAPI)。兩者的不同之處見表2。
WLAN射頻一致性測試參考標準
WLAN射頻一致性測試參考標準及我國相關政策法規包括:
(1)信部無[2002]353號文件《關于調整2.4GHz頻段發射功率限值及有關問題的通知》;
(2)信部無[2002]277號文件《關于使用5.8GHz頻段頻率事宜的通知》;
(3)GB15629.1102-2003《信息技術系統間遠程通信和信息交換局域網和城域網特定要求第11部分無線局域網媒體訪問控制和物理層規范:2.4GHz頻段較高速物理層擴展規范》;
(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。
下面對信息產業部無線電管理局的兩個法規文件的內容作一簡單介紹。
2.1信部無[2002]353號文件《關于調整2.4GHz頻段發射功率限值及有關問題的通知》
信部無[2002]353號文件規定了工作在2.4~2.4835GHz頻段的設備的相關參數。(文件中規定了設備的射頻部分與其天線必須按照一體化設計和生產)
(1)等效全向輻射功率(EIRP):≤100mW或≤20dBm(天線增益<10dBi時);
≤500mW或≤27dBm(天線增益≥10dBi時)。
(2)最大功率譜密度:
①直接序列擴頻或其它工作方式:≤10dBm/MHz(EIRP)(天線增益<10dBi時);
≤17dBm/MHz(EIRP)(天線增益≥10dBi時)。
②跳頻工作方式:≤20dBm/MHz(EIRP)(天線增益<10 dBi時);
≤27dBm/MHz(EIRP)(天線增益≥10dBi時)。
(3)載頻容限:20ppm。
(4)帶外發射功率(在2.4~2.4835GHz頻段以外):≤-80dBm/Hz (EIRP)。
(5)雜散發射(輻射)功率(對應載波±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號文件《關于使用5.8GHz頻段頻率事宜的通知》
信部無[2002]277號文件規定了工作在5725MHz~5850MHz頻段的設備的相關參數。
發射功率:≤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;
帶外發射功率(EIRP):≤-80dBm/Hz(≤5725MHz或≥5850MHz);
雜散發射(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:對應載波2.5倍信道帶寬以外)
≤-30dBm/1MHz (其它1 GHz~40 GHz)。
WLAN射頻一致性測試系統組成
典型的WLAN射頻一致性測試系統組成如圖1所示。
WLAN射頻一致性測試介紹
4.1802.11a測試簡介
802.11a的測試項目共13項:發射功率、發射頻譜模板、雜散發射、發射中心頻率容限、符號時鐘頻率容限、中心頻率泄漏、發射頻譜平坦度、發射星座誤差、發射機調制精度測試、接收機靈敏度、鄰道功率抑制、非鄰道功率抑制、最大輸入電平。
(1)發射功率測試方法:指令被測器件發射最大功率,頻譜儀和矢量信號分析儀測量被測器件發射功率。
(2)發射頻譜模板測試方法:指令被測器件發射最大功率,由峰值功率計確認被測器件已經發射最大功率,頻譜分析儀測量此信號的頻譜。
(3)雜散發射測試方法:指令被測器件發射最大功率,由峰值功率計確認被測器件已經發射最大功率,頻譜分析儀測量此信號的傳導雜散發射。
(4)發射中心頻率容限:≤±20ppm,發射中心頻率和符號時鐘頻率應使用同一參考頻率源。
測試方法:指令被測器件發射最大功率,由峰值功率計確認被測器件已經發射最大功率,頻譜分析儀下變頻此信號至70MHz,矢量信號分析儀測試此信號的中心頻率容限。
(5)符號時鐘頻率容限測量方法同“中心頻率容限”。
(6)發射頻譜平坦度測試方法:指令被測器件發射最大功率,由峰值功率計確認被測器件已經發射最大功率,頻譜分析儀下變頻此信號至70MHz,矢量信號分析儀測試此信號的頻率平坦度。
(7)發射星座誤差指令被測器件發射最大功率;由峰值功率計確認被測器件已經發射最大功率,頻譜分析儀下變頻此信號至70MHz,矢量信號分析儀確認此信號的格式,然后測量此信號的星座圖誤差。
(8)發射機調制精度誤差矢量幅度EVM≤-5dB。測量方法同“星座圖誤差”。
(9)接收機靈敏度: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:有用信號為大于接收靈敏度3dB的信號,增加臨道干擾信號的強度,直到誤包率達到10%時,有用信號與干擾信號的電平差為鄰道功率抑制。
(11)非鄰道功率抑制:有用信號為大于接收靈敏度3dB的信號,增加非臨道干擾信號的強度,直到誤包率達到10%時,有用信號與干擾信號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%時的天線端口最大接收電平≥-30dBm。
(13)接收機測試方法——
方法一:指令被測器件閉環回送接收到的信號;GOLDEN卡發射有用信號,數字矢量信號源發射干擾信號;頻譜分析儀下變頻此信號至70MHz,矢量信號分析儀確認此信號的格式,然后解調此信號,由計算機完成信道解碼,一方面檢查發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卡發射干擾信號,數字矢量信號源發射有用信號;指令被測器件解調有用信號,并回送基帶比特信號(信道解碼后的數字信號)給數字矢量信號源;數字矢量信號源進行誤比特率測試,并轉換成誤幀率測試。
方法三:GOLDEN卡發射干擾信號,數字矢量信號源發射有用信號;指令被測器件解調有用信號,給主控計算機傳送信道解碼后的比特;主控計算機根據有用信號的內容,判斷是否誤幀。
4.2802.11b測試簡介
802.11b在調制技術和調制方式上與802.11a不同,其射頻一致性測試也與802.11a有所差別。802.11b的測試項目主要包括11項:發射功率、發射功率電平控制、發射頻譜模板、發射中心頻率容限、芯片時鐘頻率容限、開關功率上升沿與下降沿、射頻載波抑制、發射調制精度、接收機靈敏度、最大輸入電平、接收機鄰道功率抑制。其中802.11b的發射頻譜模板和開關功率上升沿與下降沿同802.11a差別較大。
(1)發射頻譜模板見圖2。
(2)開關功率上升沿與下降沿見圖3。
WLAN型號核準測試
WLAN型號核準測試樣機需3臺。在提供樣機的同時,廠家需對以下情況進行聲明:被測設備類型、所支持的標準、工作的頻率范圍、使用的擴頻方式及調制方式、支持的數據速率、支持的功率等級和天線配置、標稱的工作電壓及環境溫度、極限的工作環境。
對測試軟件有如下要求:
(1)DSSS,OFDM:占空比恒定且不小于0.1,信道可以調整。
(2)HSS:占空比恒定且不小于0.1,跳頻關,且信道可以調整。
在2.4GHz頻段工作的設備型號核準測試項目包括: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、雜散發射(工作狀態);在5.8GHz頻段工作的設備型號核準測試項目包括最大發射功率、最大功率譜密度、帶外發射功率(EIRP)、占用帶寬、載頻容限、雜散發射(輻射)功率。