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wifi测试
2014-12-30 21:19:59   来源:    点击:

为网络增加无线功能不仅改变了物理层测试的要求,还需要同时控制很多层的测试工作,因此更增加了系统复杂性。  要点  ·Wi-Fi市场很大
为网络增加“无线”功能不仅改变了物理层测试的要求,还需要同时控制很多层的测试工作,因此更增加了系统复杂性。
  要点
  ·Wi-Fi市场很大,并正在向诸如娱乐电子与语音通信等新的应用扩展;
  ·Wi-Fi采用了更加复杂的协议,因此需要比有线网络更广泛的测试;
  ·无线网络的移动、动态与空间特性促使人们采用射频测试与数据测试相结合的工具;
  ·为确保可重复性,测试需要在屏蔽罩或法拉第笼内完成,以消除外界干扰;
  用于射频测试与系统环境仿真的专用工具正在成为现实
       以IEEE 802.11 标准为基础的无线网络在设备数量和应用范围两个方面都做好了实质性发展的准备。然而,与有线网络相比较,无线网络本身固有的移动特性使物理层与协议层之间产生的交互作用大大增加了验证一个设计所需的测试的复杂性和测试的次数。所幸的是,能够使这一过程合理化的各类工具正在不断出现。
       802.11a/b/g 标准统称为 WiFi(无线保真),它已经在家庭用户中造就了一个庞大的不断成长市场,人们发现,无线方案是家庭资源共享以太网(如打印机和宽带连接)的一种简单的替代方案。另外,对需要移动计算能力的商务用户来说它也是热门技术。根据市场研究公司 In-Stat 的数据,公共 WLAN(无线局域网)或“热点”正在商务用户和家庭用户中快速普及。仅 2005 年第一季度,全球 WiFi 设备销售额就达到 7.376 亿美元,比 2004 年同期增长 15%。
       虽然WiFi 在家庭和商务计算机接入中的应用仍处增长势头,但也出现了这一技术的新兴市场。In-Stat 正在追踪各类新兴应用,如 VoWLAN(无线局域网语音传输)、将 WiFi 用作消费电子连接的一种方法,以及 VoWLAN 与手机的结合。每一类都代表着一种能匹配或超过计算机接入的市场。
这些重要市场的增长将使更多的设计师首次面对 WLAN 测试的挑战。很多设计师的知识背景仍然是传统的有线网络,因而无线网络测试对他们而言是个很不一般的挑战。与传统网络相比,WLAN 有一个射频物理层界面问题。
      复杂的协议使测试更麻烦
       VeriWave 公司首席技术官 Thomas Alexander 称,首先要考虑的是无线协议更复杂了。他指出,WLAN 协议中的很多附加特性都是为了满足无线局域网络(LAN)在动态配置、空间性质以及移动性这三方面的需求,而有线网络则没有这些要求。这些要求更增加了无线测试的复杂性。WiFi 的动态配置允许终端站向 AP(接入点)询问以实现网络接入,并使 AP 接通自己所支持的服务。虽然有线网络也有类似功能,但它们一般出现在较高层的协议中。WiFi 则是在 MAC(媒体访问控制)层实现的。当有多个 AP 可供使用时,WiFi 站还必须用“关联”来确定使用哪一个,而 AP 也要用“鉴别权”来确定该终端站是否为合法用户,然后才准予接入。有线连接由于没有物理安全问题,因此无需鉴别步骤。而在无线连接中,某个人可能会把车停在一个区域内,试图从这里免费接入互联网。
       WiFi 的空间特性也会产生一些问题,如“隐藏结点”,这在有线网络中是没有的。出现这种情况时,两个站终端都位于一个 AP 的覆盖范围中,但不在相互的信号范围内。由于两者都不能检测冲突,于是当两个站试图向该 AP 发送消息时就会重复发生碰撞。在有线网络中,通过小心的设计和安装,可以在物理层上控制噪声电平,并且交换机可以将网络分成可管理的网段。但是无线网络设备的设计者则不能假设一种可控环境。WiFi 与蓝牙、便携式电话和微波炉,以及其它射频源共享其频段。设计者无法控制试图连接某个 AP 的终端站数量。无线协议必须允许网络能够完全适应所处的环境。
       WiFi 的移动性也对设备和协议提出了更多的功能要求,有线网络则没有这些负担。其中之一是电池供电的终端可能需要有电源管理功能,以优化功耗问题,例如当终端靠近 AP 时,要降低发射功率以节省能量。另一个增加的协议功能是在传输期间实现AP之间的动态切换,这类似于手机的漫游。其他附加的功能还有速率自适应,即根据接收信号的功率调整数据传输速率的能力,从而优化整个信道的性能。
       不能完全分开的层
       复杂的协议还会产生其它麻烦。对有线网络,工程师们可以单独测试系统层,然后只需将测试后的各部分组合起来,就可以装配成一个可行的系统。按照传统的网络测试模型,测试无线网络设备的设计有两项主要工作。一是数字工程师和软件工程师从网络角度用协议分析仪和网络分析仪对设备进行评估。另一是射频工程师使用矢量信号分析仪、频谱分析仪与信号发生器、示波器和其他射频仪器,对射频部分进行评估。
       但是,老谚语“整体大于其各部分之和”可以毫不迟疑地应用于测试 WiFi 产品的设计上。无线网络物理层和协议层不仅需要单独测试,还要同时测试验证较高层是否能正常运行。这种测试需要很多设备协同工作,包括射频设备和数字设备,共同建立所需测试条件,并测量结果。
    还好,射频测试设备供应商已经在所需设备的联合与自动化方面作了不少工作,在 2004 年年中至年底就推出了很多这类产品。Agilent 科技公司创立了 N4010A 无线连接性测试套件,它采用软件模块实现信号分析与矢量分析功能,以及信号产生功能,并构成了一个更完备的射频测试包(图 1)。同样,Anritsu 公司也为自己的频谱分析仪提供软件,将多种 WLAN 射频测试功能组合于一个仪器内。LitePoint 公司则用 IQView 来测试 WiFi 发射机与接收机的功能。该公司还提供 IQWave 软件,用于与仪器一起建立定制的信号波形,以测试有损波形的响应。最近,National Instruments公司 也用一款 PXI 仪器包进入了这个市场,该仪器包带有LabView开发软件以及一个来自 SeaSolve 软件公司的软件包,软件包可以对 WiFi 射频设备进行物理层顺从性测试。
 
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