IEEE802.11ac.doc

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1、IEEE 802.11ac，俗称5G WiFi，是一个802.11无线局域网（WLAN）通信标准，它通过5GHz频带（也是其得名原因）进行通信。理论上，它能够提供最少1Gbps带宽进行多站式无线局域网通信，或是最少500Mbps的单一连接传输带宽。802.11ac是802.11n的继承者。它采用并扩展了源自802.11n的空中接口（air interface）概念，包括：更宽的RF带宽（提升至160MHz），更多的MIMO空间流（spatial streams）（增加到 8），多用户的 MIMO，以及高密度的解调变（modulation）（达到 256QAM）。802.11ac是一个由IEEE

2、（电机电子工程师学会）所制订的802.11无线网路通讯标准。802.11ac提供下列的技术来提升网路频宽与更好的使用者体验：1.支援更宽的频宽(RF Bandwidth):最高160 MHz（802.11n上限是40 MHz）2.支援最多8空间串流(MIMO Spatial Streams)（802.11n仅支援4个）3.多使用者的MIMO (Multi-user MIMO) （802.11n无此功能）4.传送波束成型正式纳入标准(Beam forming) (802.11n非标准功能)5.支援高密度的解调变(Modulation): 256 QAM ( 802.11n最高64-QAM)1.支

3、援更宽的频宽(RF Bandwidth):最高160 MHz802.11ac Draft预计使用5 GHz RF频带(4.9 6.0 GHz)，主要原因在于802.11ac有较宽的频宽(RF Bandwidth)需求。以美国地区为例， 2.4GHz 能用的范围仅有2.4 2.462 GHz, 以5MHz 区分一个Channel，共有11 个Channels 如下：Channel1234567891011Frequency(MHz)24122417242224272432243724422447245224572462虽然有11个Channels可用，若以802.11b 为例，所需频宽RF Ba

4、ndwidth: 22MHz，因此仅有三个不会互相干扰之Channel 存在。(图片来源：http:/en.wikipedia.org/wiki/List_of_WLAN_channels)这也就是一般在无线网路建置中，在一个空间中，若无线AP 仅支援2.4GHz 802.11 b/g/n，则建议最多布建三台，且三台AP 各设定使用Channel 1/6 /11，才能有互不干扰之最佳效果。除了无线网路使用于2.4 GHz频带，蓝芽、家用无线电话都在使用，甚至连微波炉都可能会在这个频带内。而5GHz在美国地区能用的范围有5.1805.850GHz，以5MHz 区分一个Channel，可用的Cha

5、nnels 有36165，因此才能容纳802.11ac 最高160 MHz 之频宽要求。但5GHz也不是完全没有缺点，因为频率越高，波长越短，绕射(diffraction)程度越低，也就是遇到障碍不容易绕过，因此在相同功率上之有效传输距离会较2.4GHz 来的短。802.11ac 所需160 MHz 之频宽可利用通道集成技术(Channel Bonding)来达成，也就是可使用连续Contiguous 80+80 MHz 或非连续Discontinuous 80+80 MHz，使总频宽达到160 MHz。下表为在单一空间流使用不同频宽(Bandwidth) 在802.11n 与802.11ac

6、 之理论传输速率：ProtocolBandwidth(MHz)Data rateper stream(Mbps)802.11n(64-QAM)2072.240150802.11ac(256-QAM)2087.64020080433.31608662.支援最多8空间流(MIMO Spatial Streams)MIMO是Multi-input Multi-output之缩写，可用此法表示：T x R：S发射天线数量x接收天线数量：空间流数例如：3x3:3 MIMO表示有三个发射天线与三个接收天线，共提供三个空间流(Spatial Streams)。在企业方案所提供之无线解决方案，也会看到如MIM

7、O: 4x4:3，表示有四个发射天线与四个接收天线，却仅提供三个空间流数量，其优点在于使用N+1 的冗余收发器，可针对信号衰减和硬体故障提供有效保护，使三个空间流之性能和覆盖范围更大且更稳定。802.11n 40 MHz Bandwidth (64-QAM)，使用多个空间流之理论传输速率：空间流Spatial Streams1234传输速率Mbps150300450600802.11ac 40 MHz Bandwidth (256-QAM)，使用多个空间流之理论传输速率：空间流Spatial Streams12345678传输速率Mbps2004006008001000120014001600

8、3.多使用者的MIMO (Multi-user MIMO)Multi-user MIMO是一种新的技术，其优点在于多个终端设备同时连上AP时，每个装置可独立使用不同的空间流(Spatial Streams)传输资料，进而减少竞争，此种技术又称为SDMA (Space Division Multiple Access)。例如一个无线AP 使用4 x 4: 4 Mu-MiMo可对2个连上的终端设备同时单独进行通讯。而现行的802.11n MiMo装置只能在同一时间服务一个终端设备之多重天线，无线AP必须以时间多工服务多个终端设备。4.传送波束成型(Beam forming)正式纳入标准Beam f

9、orming (波束成型)技术已经正式纳入802.11ac之标准，虽然在802.11n已有多家厂商提供此技术，但因为当时为非标准规格，因此各厂商在实作上可能存在相容性问题。所谓的Beam forming技术在于使用单一声测(Single sounding)与反馈格式(相较于802.11n的多重声测与反馈格式)，而在特定方向集中射频(RF)能量，以改善到个别终端设备之传输效率。5.支援高密度的解调变(Modulation): 256-QAM802.11ac使用与802.11n相同之OFDM(正交分频多工)作为调变与编码技术，也相同要求装置能够支援BPSK、QPSK、 16-QAM与64-QAM，

10、但802.11ac额外增加256-QAM(3/4 or 5/6 Coding Rate)之调变方式，256-QAM的好处在于提供比64-QAM更大33%之传输流量。不过256-QAM仅允许较低的位元错误容许误差，因此较适用于无干扰之通讯环境中。下表是使用各种调变(Modulation)技术在频宽40 MHz with 400 ns GI 使用单一空间流之理论传输速率：ModulationCoding rate传输速率MbpsBPSK1/215QPSK1/230QPSK3/44516-QAM1/26016-QAM3/49064-QAM2/312064-QAM3/413564-QAM5/6150*

11、256-QAM3/4180*256-QAM5/6200另一个与802.11n 之差异在于802.11n 支援不同调变，例如一位使用者可能在一空间流上接收BPSK调变信号，及在另一空间流上接收16QAM 调变信号。但802.11ac只支援相同调变，因为此特性证明在市场中不会成功(很少802.11n 装置实际支援此功能)，所以IEEE决定放弃支援不同调变。总结下表整理802.11ac在单一空间流中使用不同频宽Bandwidth与不同调变Modulation之理论传输速率Mbps：ModulationCoding rate20 MHz channels40 MHz channels80 MHz ch

12、annels160 MHz channels800 ns GI400 ns GI800 ns GI400 ns GI800 ns GI400 ns GI800 ns GI400 ns GIBPSK1/26.57.213.51529.332.558.565QPSK1/21314.4273058.565117130QPSK3/419.521.740.54587.897.5175.519516-QAM1/22628.9546011713023426016-QAM3/43943.38190175.519535139064-QAM2/35257.810812023426046852064-QAM3/45

13、8.565121.5135263.3292.5526.558564-QAM5/66572.2135150292.5325585650256-QAM3/47886.7162180351390702780256-QAM5/6N/AN/A180200390433.3780866.7(资料来源: http:/en.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.11ac)因此若802.11ac 使用最高160 MHz Bandwidth，与最佳之调变256-QAM，在8个空间流之情况下，最高可达6.93 Gbps之理论传输速率802.11ac协定除了上述五个新的特性之外，能与现有802.11n

14、相容也是十分重要的，因此802.11ac提供与802.11a和802.11n装置在5 GHz频带之相容性。表示802.11ac能与支援802.11a和802.11n技术的装置互动；802.11ac讯框结构可容纳与802.11 a和802.11n装置的传输。IEEE 802.11 标准列表编辑 IEEE 802.11，1997年，原始标准（2Mbit/s，播在2.4GHz）。 IEEE 802.11a，1999年，物理层补充（54Mbit/s，播在5GHz）。 IEEE 802.11b，1999年，物理层补充（11Mbit/s，播在2.4GHz）。 IEEE 802.11c，符合802.1D的媒

15、体接入控制层桥接（MAC Layer Bridging）。 IEEE 802.11d，根据各国无线电规定做的调整。 IEEE 802.11e，对服务等级（Quality of Service,QoS）的支持。 IEEE 802.11f，基站的互连性（IAPP，Inter-Access Point Protocol），2006年2月被IEEE批准撤销。 IEEE 802.11g，2003年，物理层补充（54Mbit/s，播在2.4GHz）。 IEEE 802.11h，2004年，无线覆盖半径的调整，室内（indoor）和室外（outdoor）信道（5GHz频段）。 IEEE 802.11i，20

16、04年，无线网络的安全方面的补充。 IEEE 802.11j，2004年，根据日本规定做的升级。 IEEE 802.11k，该协议规范规定了无线局域网络频谱测量规范。该规范的制订体现了无线局域网络对频谱资源智能化使用的需求。 IEEE 802.11l，预留及准备不使用。 IEEE 802.11m，维护标准；互斥及极限。 IEEE 802.11n，更高传输速率的改善，基础速率提升到72.2Mbit/s，可以使用双倍带宽40MHz，此时速率提升到150Mbit/s。支持多输入多输出技术（Multi-Input Multi-Output，MIMO）。 IEEE 802.11o，针对VOWLAN（Vo

17、ice over WLAN）而制订，更快速的无限跨区切换，以及读取语音（voice）比数据（Data）有更高的传输优先权。 IEEE 802.11p，这个通信协议主要用在车用电子的无线通信上。它设置上是从IEEE 802.11来扩充延伸，来符合智能型运输系统（Intelligent Transportation Systems，ITS）的相关应用。 IEEE 802.11q: IEEE 802.11r: 快速 BSS切换 (FT) (2008) IEEE 802.11s: Mesh Networking,Extended Service Set(ESS) (July 2011) IEEE 80

18、2.11t: Wireless Performance Prediction (WPP)test methods and metrics Recommendationcancelled IEEE 802.11u: Improvements related to HotSpots and 3rd party authorization of clients, e.g. cellular network offload (February 2011) IEEE 802.11v: Wirelessnetwork management(February 2011) IEEE 802.11w: Prot

19、ected Management Frames (September 2009) IEEE 802.11x: IEEE 802.11y: 36503700MHz Operation in the U.S. (2008) IEEE 802.11z: Extensions to Direct Link Setup (DLS) (September 2010) IEEE 802.11-2012: A new release of the standard that includes amendments k, n, p, r, s, u, v, w, y and z (March 2012) IEE

20、E 802.11aa: Robust streaming of Audio Video Transport Streams (June 2012) IEEE 802.11ab: IEEE 802.11ac，802.11n的潜在继承者,更高传输速率的改善，当使用多基站时将无线速率提高到至少1Gbps，将单信道速率提高到至少500Mbps。使用更高的无线带宽(80MHz-160MHz)(802.11n只有40MHz),更多的MIMO流(最多8条流),更好的调制方式(QAM256)。目前是草案标准(draft)，预计正式标准于2012年晚些时间推出。Quantenna公司在2011年11月15日推出

21、了世界上第一只采用802.11ac的无线路由器。Broadcom公司于2012年1月5日也发布了它的第一支支持802.11ac的芯片。 IEEE 802.11ad: Very High Throughput 60GHz (December 2012) - seeWiGig IEEE 802.11ae: Prioritization of Management Frames (2012年3月)除了上面的IEEE标准，另外有一个被称为IEEE 802.11b+的技术，通过PBCC技术（Packet Binary Convolutional Code）在IEEE 802.11b（2.4GHz频段）基

22、础上提供22Mbit/s的数据传输速率。但这事实上并不是一个IEEE的公开标准，而是一项产权私有的技术，产权属于德州仪器。IEEE 802.11a编辑IEEE 802.11a是802.11原始标准的一个修订标准，于1999年获得批准。802.11a标准采用了与原始标准相同的核心协议，工作频率为5GHz，使用52个正交频分多路复用副载波，最大原始数据传输率为54Mb/s，这达到了现实网络中等吞吐量（20Mb/s）的要求。由于2.4G频段日益拥挤，使用5G频段是802.11a的一个重要的改进。但是，也带来了问题。传输距离上不及802.11b/g；理论上5G信号也更容易被墙阻挡吸收，所以802.11

23、a的覆盖不及801.11b。802.11a同样会被干扰，但由于附近干扰信号不多，所以802.11a通常吞吐量比较好。IEEE 802.11b编辑IEEE 802.11b是无线局域网的一个标准。其载波的频率为2.4GHz，可提供1、2、5.5及11Mbit/s的多重传送速度1。它有时也被错误地标为Wi-Fi。实际上Wi-Fi是Wi-Fi联盟的一个商标，该商标仅保障使用该商标的商品互相之间可以合作，与标准本身实际上没有关系。来源请求在2.4-GHz的ISM频段共有11个频宽为22MHz的频道可供使用，它是11个相互重叠的频段。IEEE 802.11b的后继标准是IEEE 802.11g。IEEE

24、802.11g编辑IEEE 802.11g在2003年7月被通过。其载波的频率为2.4GHz（跟802.11b相同），共14个频段，原始传送速度为54Mbit/s，净传输速度约为24.7Mbit/s（跟802.11a相同）。802.11g的设备向下与802.11b兼容。其后有些无线路由器厂商因应市场需要而在IEEE 802.11g的标准上另行开发新标准，并将理论传输速度提升至108Mbit/s或125Mbit/s。IEEE 802.11i编辑IEEE 802.11i是IEEE为了弥补802.11脆弱的安全加密功能（WEP，Wired Equivalent Privacy）而制定的修正案，于20

25、04年7月完成。其中定义了基于AES的全新加密协议CCMP（CTR with CBC-MAC Protocol）。无线网络中的安全问题从暴露到最终解决经历了相当的时间，而各大厂通信芯片商显然无法接受在这期间什么都不出售，所以迫不及待的Wi-Fi厂商采用802.11i的草案3为蓝图设计了一系列通信设备，随后称之为支持WPA（Wi-Fi Protected Access）的，这个协议包含了向前兼容RC4的加密协议TKIP（Temporal Key Integrity Protocol），它沿用了WEP所使用的硬件并修正了一些缺失，但可惜仍然不是毫无安全弱点的；之后称将支持802.11i最终版协议的

26、通信设备称为支持WPA2（Wi-Fi Protected Access 2）的。IEEE 802.11-2007编辑IEEE 802.11n编辑主条目：IEEE 802.11nIEEE 802.11n，是由IEEE在2004年1月来源请求组成的一个新的工作组在802.11-2007的基础上发展出来的标准，于2009年9月正式批准。该标准增加了对MIMO的支持，允许40MHz的无线频宽，最大传输速度理论值为600Mbit/s。同时，通过使用Alamouti提出的空时分组码，该标准扩大了数据传输范围。IEEE 802.11k编辑IEEE 802.11k阐述了无线局域网中频谱测量所能提供的服务，并以

27、协议方式规定了测量的类型及接收发送的格式。此协议制定了几种有测量价值的频谱资源信息，并创建了一种请求报告机制，使测量的需求和结果在不同终端之间进行通信。协议制定小组的工作目标是要使终端设备能够通过对测量信息的量读做出相应的传输调整，为此，协议制定小组定义了测量类型2。这些测量报告使在IEEE 802.11规范下的无线网络终端可以收集临近AP的信息（信标报告）和临近终端链路性质信息（帧报告，隐藏终端报告和终端统计报告）。测量终端还可以提供信道干扰水平（噪声柱状报告）和信道使用情况（信道负荷报告和媒介感知柱状图）。IEEE 802.11ac编辑主条目：IEEE 802.11acIEEE 802.1

28、1ac是一个正在发展中的802.11无线计算机网络通信标准，它通过6GHz频带（也就是一般所说的5GHz频带）进行无线局域网（WLAN）通信。理论上，它能够提供最少每秒1 Gigabit带宽进行多站式无线局域网（WLAN）通信，或是最少每秒500 megabits（500 Mbit/s）的单一连接传输带宽。它采用并扩展了源自802.11n的空中接口（air interface）概念，包括：更宽的RF带宽（提升至 160 MHz），更多的MIMO空间流（spatial streams）（增加到 8），多用户的 MIMO，以及高密度的解调变（modulation，最高可达到256QAM）。它是IE

29、EE 802.11n的潜在的继任者。IEEE 802.11ad编辑主条目：WiGig无线千兆联盟（Wireless Gigabit Alliance，WiGig），工业组织，致力于推动在无执照的60 GHz频带上，进行数千兆比特（multi-gigabit）速度的无线设备数据传输技术。此联盟于2009年5月7日宣布成立，于2009年12月推出第一版1.0 WiGig 技术规格（802.11ad）。各国适用频道编辑主条目：WLAN信道列表802.11b和802.11g将2.4 GHz的频段区分为14个重复，标记的频道;每个频道的中心频率相差5兆赫兹（MHz）.一般常常被误认的是频道1，6和11（

30、还有有些地区的频道14）是互不重迭所以利用这些不重迭的频道，多组无线网络的互相涵盖，互不影响，这种看法太过简单。802.11b和802.11g并没有规范每个频道的频宽，规范的是中心频率和频谱屏蔽（spectral mask）。802.11b的频谱屏蔽需求为：在中心频率11 MHz处，至少衰减30 dB，22 MHz处要衰减50 dB.由于频谱屏蔽只规定到22 MHz处的能量限制，所以通常认定使用频宽不会超过这个范围。实际上，当发射端距离接收端非常近时，接收端接受到的有性能量频谱，有可能会超过22 MHz的区域。所以，一般认定频道1，6和11互不重迭的说法。应该要修正为：频道1，6和11，三个频

31、段互相之间的影响比使用其它频段小。然而，要注意的是，一个使用频道1的高功率发射端，可以轻易的干扰到一个使用频道6的，功率较低的发射站。在实验室的测试中发现，当使用频道11来传递档案时，一个使用频道1的发射台也在通讯时，会影响到频道11的档案传输，让传输速率稍稍降低。所以，即使是频段相差最远的频道1和11，也是会互相干扰的。虽然频道1，6和11互不重迭的说法是不正确的，但是这个说法至少可以用来说明：频道距离在1，6和11之间虽然会对彼此造成干扰，而却不会大大地影响到通讯的传输速率。高功率AP为了因应较高的振幅，将中心频率11 MHz处的频谱屏蔽提高到-40dB，所以才会由ch1干扰到ch6，ch

32、6干扰到ch11。至于ch1干扰到ch11是因为AP功率放大到非线性饱和区，某些厂商制造的AP确实全盖台（Ch1Ch11）。而正好那些产品又是卖最多的，也就是号称功率最高的。只要符合FCC规范压在11 MHz -30dB、22 MHz -50dB就不会出现互相干扰问题。某些芯片制造商在量产或技术上接近ACPR(Adjacent Channel Power Ratio 邻近通道功率比例)不合格边缘，透过放大器放大会导致上述情形出现。原创研究？2.4 GHz频段802.11g规范中第1-14频道的频谱遮罩总结编辑协议发布年份/日期Op.标准频宽实际速度 (标准)实际速度（最大）范围（室内）范围（室

33、外）Legacy19972.4-2.5 GHz1 Mbit/s2 Mbit/s?802.11a19995.15-5.35/5.47-5.725/5.725-5.875 GHz25 Mbit/s54 Mbit/s约30米约45米3802.11b19992.4-2.5 GHz6.5 Mbit/s11 Mbit/s约30米约100米802.11g20032.4-2.5 GHz25 Mbit/s54 Mbit/s约30米约100米802.11n20092.4 GHz or 5 GHz bands300 Mbit/s (20MHz*4 MIMO)600 Mbit/s (40MHz*4 MIMO)约70米

34、约250米802.11p20095.86-5.925 GHz3 Mbit/s27 Mbit/s约300米约1000米802.11ac2011.115 GHz433Mbit/s, 867Mbit/s (80MHz), (160MHz为可选)867Mbit/s, 1.73 Gbit/s, 3.47 Gbit/s, 6.93 Gbit/s (8 MIMO, 160MHz)约35米4应对IEEE 802.11ac生产测试挑战802.11是电气和电子工程师协会（IEEE）制定的无线局域网（WLAN）系列标准，主要用于2.4和5GHz免牌照频段本地无线通信。802.11系列标准得到国际广泛认可，并在WiF

35、i联盟支持下日益普及。该协会是促进WLAN技术和802.11标准产品认证的行业组织。802.11标准包括物理层和介质访问控制（MAC）协议。自首次发布以来，物理层做了大量重要补充和修订，而大部分MAC基本功能保持不变。802.11标准经过多年发展，满足各种WLAN要求，Hiert and co.在中做了详细总结。WLAN设备往往基于采用的物理层版本说明其功能。常见版本包括802.11b、802.11a、802.11g,以及最近发布的802.11n.802.11最新版本是IEEE 802.11-2009,其中包括802.11n。由于回程（如xDSL、光纤）传输速度提高，以及高清（HD）内容流和即

36、时文件传输等需要高数据速率应用的出现，IEEE发布了两个新方案（802.11ac和802.11ad）提高最大数据速率，显著高于802.11n.表1概括了802.11物理层标准。本案重点介绍802.11ac.表1:IEEE 802.11物理层标准对比。802.11ac也称为甚高吞吐量（VHT），它是802.11n的继任标准，后者称为高吞吐量（HT）。与WLAN的演进过程一样，802.11ac全面向后兼容以前的标准。802.11ac任务组TGac于2008年成立，开始开发802.11ac,修订IEEE 802.11-2009.这个标准预计2012年年底完成，2013年802.11工作组结束审批7.

37、本文介绍最新制定的802.11ac,分析此类设备的生产测试要求。内容分为以下几部分：802.11ac使用模式、性能目标、物理层简介和生产环境下面临的测试挑战。802.11ac使用模式如表2所示，IEEE确定了大量需要千兆吞吐量的应用，并随之定义了六种使用模式（参见5）。这是802.11ac制定的基础。使用模式中以数字家庭为重点。事实上，由于802.11ac支持高数据速率，家庭环境中可以并行运行多种高带宽应用（如高清视频流、即时文件传输、零延迟互联网浏览等，如图1所示）。表2:802.11ac使用模式。图1:数字家庭环境下的802.11ac应用。由于可以更加快速地传输数据，802.11ac还具有

38、能效方面的显著优点。802.11ac芯片能效优于基于前代标准的芯片。这是智能手机等电池供电设备的重要要求。用户可以极大地降低WLAN功耗，从而支持新的应用功能和使用环境，如蜂窝IP数据卸载。802.11ac性能目标为支持新应用和未来试验设备，Tgac定义了802.11ac的三种主要性能和功能要求6:1.系统性能：802.11ac可以实现最大单站吞吐量和多站总计吞吐量，分别达到500Mbps和1Gbps以上。这是MAC数据服务接入点的测量结果，5GHz频段通道带宽不大于80MHz.由于数据速率要求针对MAC而不是物理层，因此必须考虑MAC效率，不能仅仅提高物理层数据速率。2.向后兼容：802.1

39、1ac修订标准向后兼容工作在5GHz频段的802.11a和802.11n设备。3.共存：802.11ac修订标准具有802.11ac与802.11a/n设备之间的共存机制。有必要指出，802.11ac仅需向后兼容并与802.11a和802.11n共存。这是因为802.11ac设备实际上仅在5GHz频段工作。802.11ac技术细节为了保证向后兼容和共存，802.11ac在可能的情况下重用802.11n技术规格。例如，802.11ac采用与11n一样的物理层OFDM调制（正交频分多路复用），并保持相同的编码和交错式架构。不过，为了满足性能目标，做了一些必要的修改并提供新的11ac特性。表3所示为

40、与802.11n相比，802.11ac引入的大量新特性（粗体突出显示）。表3:802.11ac的主要功能。802.11ac设备物理层规定参数为80MHz带宽、64QAM 5/6和1个空分码流。采用这种配置，数据速率达到293Mbps.不过，采用所有选用参数的设备（160MHz、256QAM 5/6和8个空分码流），数据速率可以达到6.93Gbps.单PPDU帧格式按物理层会聚协议定义，如图2所示。为保证向后兼容，专门定义了802.11a和n设备可以接收的非VHT字段。前导码中前4个字段用于非VHT站接收。前三个字段与802.11n的字段相同，第四个字段用于确定802.11n还是802.11ac

41、.前导码中剩余字段仅用于VHT设备。VHT-STF用来改善MIMO传输中的自动增益控制。VHT-LTF是长训练系列，为接收机提供MIMO信道预估。VHT-SIG-B提供单用户或多用户模式数据长度、调制和编码方案（MCS）信息。图2:VHT PPDU格式。生产测试面临的挑战WLAN生产测试系统广泛安装在全球WLAN设备制造厂中。硬件平台长期以来没有大的变化，往往通过软件升级满足随着WLAN标准演进出现的新的测试要求。不过，802.11ac的新功能对测试系统提出了更高的要求，许多现有硬件平台需要升级。802.11ac带来了大量变化，其中三个方面是生产测试设备面临的最为严峻的挑战：宽带宽、多个空分码

42、流和高密度调制。此外，测试速度也是生产的重要要求。1.宽带测量802.11ac仅在5GHz免牌照频段工作。与2.4GHz频段相比，具有宽可用带宽和低干扰的优点。美国和欧洲信道分配分别如图3和图4所示，参见4.因此，测试需要生成并分析80MHz瞬时带宽或160MHz（可选）带宽，以及频率达5.835GHz的信号。图3:美国信道分配。图4:欧洲信道分配。对于发射机测试，需要一次捕获整个信号带宽，测量信号质量、频率、功率和频谱平坦度。频谱包络测量需要分析更宽的带宽（如802.11ac 80MHz为240MHz）。这可以采用频谱拼接技术，以更加经济的方法来实现。这种技术可以捕获信号的多个快照，按频域进

43、行拼接，显示整个带宽。对于接收机测试，需要生成全带宽信号波形模拟被测设备（DUT）。这种方法可以测试多种操作模式的接收灵敏度。现有及今后推出的Aeroflex PXI 3000系列射频模块支持宽带信号分析，并可以生成6GHz频率，便于满足802.11ac带宽和频率要求。我们的802.11ac解决方案可通过软件升级，是802.11ac测试的理想平台。2.多输入多输出（MIMO）MIMO是在发射机和接收机上采用多个天线，通过先进的数字信号处理提高通信性能。这种方法采用独立发射/接收链，既可以提高链路可靠性，也可以提高数据速率。IEEE在802.11n中引入MIMO,将802.11ac的支持能力扩展

44、到8个空分码流和多用户MIMO（MU-MIMO）。相对于单用户MIMO,MU-MIMO可以同时端接多个用户同一频段往来传输的收/发信号，如图5所示。图5:单用户与多用户MIMO举例。在研发环境下，MIMO开发一般需要测试设备利用多径信道仿真，对不同MIMO节点的多个码流进行编/解码。而在生产环境下，由于设备设计认证已在研发阶段完成，因此测试重点转移到射频组件校准和设备质量确认。生产环境下MIMO测试还应优化速度和成本。目前采用的一种方法是单独测试MIMO收发器的射频路径。一般是通过开关矩阵依次对每个MIMO路径进行测试，以进一步节省测试设备的成本，因为只需要一个测试收发器信道，如图6所示。这种

45、方法足以满足MIMO生产要求，合理兼顾性能与成本。图6:MIMO生产测试系统实例。3.高密度调制802.11ac规定OFDM模式采用256QAM调制方式。256QAM调制密度是过去WLAN标准最高密度调制方式64QAM的四倍。高速率传输所需传输信号质量高于以前WLAN调制编码方案。表4列出各种802.11ac调制方式的误差向量幅度（EVM）或接收星座图误差（RCE）要求。无论信号带宽多大，这种要求都是一样的。表4:802.11ac的EVM要求。如图7所示，EVM特性受相位、频率和幅度误差影响。高阶调制、多点定义星座图，意味着不同符号的信号振幅存在很大差别。采用高阶调制时，信号所受非线性和相位噪

46、声等影响会变得更加突出。图7:可视EVM.为了精确测量802.11ac信号，测试设备的残留EVM必须显著优于表4所示的最低EVM要求（即-32dB,256QAM），否则会影响产量。这要求相对于测试过去的WLAN标准，802.11ac测试设备必须具有更加出色的相位噪声和线性特性。Aeroflex基于PXI 3000系列的WLAN测试解决方案优异的EVM特性，可以轻松满足802.11ac要求。如表5所示，这些数值反映了发射机和接收机未采用均衡情况下（即人工生成较低测量值）的残留EVM.表5:Aeroflex PXI 3000平台WLAN测试典型残留EVM/RCE特性。测试结果包括接收机和发射机残留EVM/RCE.无均衡。4.测试速度生产测试速度和产量是两个最重要的生产指标。802.11ac是目前增加的一种测试设备，对于生产WLAN保持可接受的低价位，以及在