Tx Fundamental Signal (802.11b/g)
• 2412MHz (Ch1), 2437MHz (Ch6), 2462MHz (Ch11)
TX 2nd Harmonic
• 4824MHz (Ch1), 4874MHz (Ch6), 4924MHz (Ch11)
TX 3rd Harmonic
WLAN基础知识介绍
秦标 2011-12-28
发展历程
1985年，美国FCC发布了新的频谱政策，允许2.4GHz等频段，免授 权使用，许多公司尝试在频段做一些开发。
1996年，美国网络通讯设备大厂朗讯（Lucent）率先发起成立无线 以太兼容性联盟（Wireless Ethernet Compatibility Alliance WECA），着手创立无线网络协议（WLAN）
传输速率进行自动调整。
在理想情况下，发送节点以最
高速率11Mb/s进行发射。当设备
移动到覆盖范围之外，或者出现
重大干扰时，发送节点将自动逐
距离
次降低速率，以 5.5Mb/s、2Mb/s
或1Mb/s等速率
进行发射。
类似地，如果无线设备从低速
率环境进入高速率环境，发射速
率将会随之自动逐次提高。
Wi-Fi的调制
• 7236MHz (Ch1), 7311MHz (Ch6), 7386MHz (Ch11)
TX 4th Harmonic (不在受限带宽内)
• 9648MHz (Ch1), 9748MHz (Ch6), 9848MHz (Ch11)
TX 5th Harmonic
• 12060MHz (Ch1), 12185MHz (Ch6), 12310MHz (Ch11)
保密性差 Wi-Fi的保密性较差，数据容易被截获，现有的几种加密方式，均 已被破解。这也时中国对Wi-Fi不认可的理由之一，从而提出了自 己的标准WAPI，主要改进了加密的算法。
多种多样的无线网络
WWAN：Wireless WAN WLAN：Wireless LAN
WMAN：Wireless MAN WPAN：Wireless PAN
1999年，WECA更名为Wi-Fi（Wireless Fidelity）联盟，提出新的 架构及一套认证标准。
美國的FCC規定了RF的使用规范，IEEE的802.11工作小組(Work group)定义了一系列WLAN标准。
在初期，无线网络产品需经过Wi-Fi联盟兼容性测试，来保证不同 制造商之间产品的互通性与兼容性。目前，终端产品已不用做这样 的测试了。
测量发送功率可以使用功率计、矢量信号分析仪或IQview/nxn。
2. Transmit Spectrum Mask 发送信号频谱模版
• 使待测产品处于发射状态，用矢量信号分析仪或IQview/nXn观察其波形，其频谱模 版在下图所示蓝色粗实线以下为合格，在发送功率满足要求的前提下，频谱模版越小 且离蓝色粗实线越远，其性能越好。
接收灵敏度可以用IQview/nxn来测量，在测量接收灵敏度时，要使待测设备处于接 收状态，用IQview/nxn的信号发生器发送特定的包文件，在IQview/nxn操作软 件上更改信号输出功率，直到PER（%）（误包率）满足规范规定的要求（11b PER:8%, psdu length :1024bytes; 11g,11a PER:10%, psdu length:1000bytes; 11n PER:10%, psdu length :4096bytes）。
Wi-Fi的特点
覆盖范围较大 Wi-Fi的作用距离较大，在室内的覆盖可以达到100米，室外空旷的 区域，可以达到300米。
传输速率高 Wi-Fi的传输速率比较快，802.11b在信号较好的条件下，传输速率 实测可以达到6Mbps，802.11a，802.11g可以达到20Mbps,802.11n 可以达到更高的速率。
OFDM的调制
802.11g和802.11a采用了OFDM调制技术，OFDM即正交 频分复用
OFDM调制
Wi-Fi的测试
1 Transmitter Power 发送功率 2 Transmit Spectrum Mask 发送信号频谱模版 3 Frequency Error 频率误差 4 EVM 矢量误差幅度 5 Band Edges and harmonics 频带边缘以及谐波 6 Spectral Flatness 频谱平坦度 7 Power On/Off Ramp TX上升/下降时间 8 Receiver Sensitivity 接收灵敏度 9 Receiver Maximum Input Level 接收最大输入信号电平 10 Receive Adjacent Channel Rejection 临道抑制 11 Conductive Throughput Test 吞吐量
5 GHz
2.4GHz 信道分布
• 每个信道的带宽是22MHz，不同国家能够使用的信道是不一样的 • 只有3个互不重叠的信道：1,6,11 (或者2,7,12…) • 1-13信道频率：2412+(n-1)*5 MHz
同一空间多信道的使用增加了带宽
Blue = 11Mb/s
(channel 1)
• 11b/g/a发射功率频谱模板应分别符合以下要求：
（Span 110MHz、RBW (分辨率带宽)100kHz、VBW(视频带宽 )100kHz (11b)、VBW(视频带宽) 30kHZ (11a/g/n)、Sweep Time 500ms）
b模
g/a模
2. Transmit Spectrum Mask 发送信号频谱模版
5. Band Edges and harmonics 频带边缘以及谐波
• Band Edges 工作带宽： 2390MHz ~ 2483.5MHz（FCC）
（Span 100MHz、RBW 1MHz、VBW 30Hz）
• Harmonics 谐波：其频率为基波的倍数的辅波或分量
（Span 100MHz、RBW 1MHz、VBW 30Hz）
BandEdges和Harmonics分别应符合要求：不大于-41.3dBm
6. Spectral Flatness 频谱平坦度
平坦度表征待测信号在其所处信道内，功率平坦的程度，通常用IQview/nxn来测 量，规范要求与实际测试结果如下图所示。
我们要求平坦度测试曲线必须要在上图所示的两条红线的范围之内，频谱平坦度的平坦 与否影响无线信号的连接性能。
测试频率误差要求：＜±25ppm （802.11b）； ＜±20ppm （802.11g/a/n）
(Span 50kHz、RBW 1kHz、VBW 1kHz、Sweep Time 50ms)
频偏越小越好，在实际的硬件电路设计中，晶振性能的一致性影响WIFI产品频率误差的 一致性，在晶振的选型上，要将性能与成本做折中考虑。
1. Transmitter Power 发送功率
11b/g/a、20M带宽11n、40M带宽11n发射功率无统一标准，需根据实际情况灵 活应用。可是，北美最大功率不超过30dBm，中国及欧洲国家最大功率不超过 20dBm，日本最大功率不超过22dBm。
发送功率表征的是待测物发送无线信号强度的大小，在满足频谱模版、EVM性能的前 提下，功率越大，其性能越好，在实际应用中表现为无线覆盖范围越大。
美国
X X X X X X X X X X X -
EMEA
X X X X X X X X X X X X X -
调整域
日本
X X X X X X X X X X X X X X
世界其它地区
X X X X X X X X X X X X X -
IEEE 802.11标准
Wi-Fi的调制
Wi-Fi的调制
Wi-Fi的调制
Wi-Fi的调制
GSM手机所用的调制技术是GMSK,这种调制出 的信号，是一个恒包络信号，所以GSM手机 的PA可以用C类放大器，效率可以做的很 高，而从前面的分析可以看出，802.11g采 用了QAM调制技术，虽然频带的效率较高， 但是这种调制出的信号，是一个非恒包络信 号，因此其PA必须用线性的放大器，其效率 较低，而且由于OFDM的技术，存在峰均功率 比的问题。在Wi-Fi的设计和指标上，要注 意这个问题。
4. EVM 矢量误差幅度
z 在AP处于发送状态时，EVM与发送功率相关联：发送功率越大，矢量误差被放大的越 多，体现在测试结果上，就是EVM越大即发送信号质量越差。
在AP的无线指标中，EVM是发送状态时一个非常重要的指标，它是表征信号发送质量 的好坏的一个指标。
在实际应用中，我们要在发送功率和EVM间取一个折中，这就是在测试g模和n模时， 发送信号功率不能太大的原因。
Wi-Fi的调制
I,Q的示意图
Wi-Fi的调制
Wi-Fi的调制
QPSK的调制星座图
Wi-Fi的调制
WEVM的理解
Wi-Fi的调制
距离越远、信号越弱、速率越低
11Mbps 5.5Mbps 2Mbps 1Mbps
802.11b采用了动态速率漂移
技术，可以根据环境噪声变化对
20M带宽11n、40M带宽11n发射功率频谱模板应分别符合以下要求：
无线频谱2模0M版可n模以测量发送信号的质量和对相邻信道的干扰4抑0M制能n模力。
3. Frequency Error 频率误差
频率误差表征射频信号偏离该信号所处信道中心频率的大小，通常以IQview/nxn或矢 量信号分析仪来测量，单位为ppm。
Green = 11Mb/s (channel 6)
Red = 11Mb/s (channel 11)
Total Bandwidth=33Mb/s!!