В настоящее время технология WLAN популярная и очень распространенная почти во всех областях нашей жизни за счет простоты установки. Для начала дадим краткую справку об этой технологии. WLAN в переводе с английского - беспроводная локальная сеть. При данном виде сети передача данных может осуществляться только по средству радиоволн. Такая сеть связывает два или более устройств на несколько десятков или сотен метров с помощью некоторых беспроводных методов распределения (как правило, с расширением спектра OFDM или радио) и как правило, обеспечивая подключение через точку доступа к более широкому интернету. В 1991 году IEEE комитет по стандартам начал свою деятельность по разработке стандарта 802.11 для беспроводных локальных сетей. Таким образом в конце 90 годов появился 802.11b стандарт. Через несколько лет разработали также стандарты 802.11g и 802.11a/n, которые были со скоростью доходящей до 300 Мбит/с на частоте 2.4 ГГц а также 5 ГГц до 60 Мбит/с. В диапозоне 2.4ГГц существует 14 каналов, 5МГц между центральными частотами соседних каналов, исключая 14-й. Каждый канал занимает полосу частот 20МГц, поэтому в этом диапазоне невозможна одновременная работа более чем 3-х каналов без взаимного перекрытия.

В диапозоне 5ГГц существует 200 каналов,10МГц между центральными частотами соседних каналов. Каждый канал занимает полосу частот 40МГц.

С развитием этой технологии, параллельно также стали развиваться методы РФ тестирования и валидации данных устройств. Разработка РФ тестирования для WLAN сложна и должна учитывать множество параметров. Одним из главных параметров являеться – частота проверки. При ее увеличении устройство тестирования может основательно измениться. А так как в данной технологии есть две основные частоты: 2.4 и 5 Ггц, устройство должно им соответсвовать.

С точки зрения тестирования, WLAN устройство можно поделить на две основные части: радиопередатчик и радиоприемник. В даной статье рассмотрим подробно все необходимые тесты каждой части в отдельности для полного покрытия тестирования. Как для финального тестирования, так и тестирования в процесе разработки этих устройств - валидация.

Начнем с части - радиопередатчика.

В основном Комитет по стандартам IEEE опредилил лимиты и критерии тестирования в 802.11 стандарте. Однако в случае если стандарт определяет только минимум, обычно находиться и максимум для показателя качества этого WLAN устройства. Также существуют тесты, которые производятся с целью определения качества устройства и не относятся к тому или иному стандарту.

Одним из важных параметров передатчика - это максимальная выходная мощность без нарушения спектральной маски. Для каждого стандарта 802.11a/b/g/n существует своя маска. Чем больше выходная мощность, тем лучше растояние приема сигнала возможного для произведения в приемнике. Важно заметить что при увеличении скорости передачи даных, уменьшается мощность их передачи. Например при передачи согласно 802.11b - скорость начиная с 1 Мбит/с и до 11 Мбит/с, максимальная мощность может доходить до 20-24дБм. Поэтому данный тест проводят в большинстве случаев при малой скорости передачи данных. Аналогично этому тесту, также осуществляется измерение минимальной выходной мощности без нарушения маски.

Цель данного теста, в отличии от предедущего, обнаружить нелинейные эффекты радиопередатчика выходящие за рамки спектральной маски.

Следующей важной величиной является - EVM (Величина вектора ошибки).

Эта величина используется для количественной оценки функционирования цифрового радиопередатчика. Сигнал, посланный идеальным передатчиком или полученные приемником имеет идеальную констелляцию с точки зрения расположения точек I и Q, однако различные недостатки в реализации (например, низкий коэффициент отклонения изображения, фазовый шум и т.д.), под воздействием которых фактическое расположение точек отклоняется от идеальных мест.

Как и в тесте спектральной маски, стандарт 802.11 определяет максимально допустимую ошибку ЕVM для каждой скорости. Так как плотная констелляция существует только при больших скоростях передачи даных, поэтому этот тест проводят в основном согласно 802.11n скоростям до 300 Мбит/с. Максимальная мощность может доходить до 15-17дБм не нарушая допустимую ошибку ЕVM.

Существуют еще два теста связанных с этой величиной. Первый - это тест определяющий шум EVM т.е. минимальную величину EVM определенного WLAN устройства, ниже которого невозможно опуститься при включении этого устройства. Цель этого теста определение лимита EVM, что также является индикатором качества устройства т.е. правильности разработки. Второй тест - это граф EVM согласно нескольким величинам выходной мощности. Цель этого теста выявление вспышек EVM за рамки разрешенного, между максимальной и минимальной мощностью передатчика. Данные вспышки могут привести к нежелательной потере информации.

CLPC (Закрытый цикл контроля мощности) – этот механизм позволяющий контролировать выходную мощность передатчика с помощью специального сенсора энергии. Данный механизм необходимая составная часть передатчика, он помогает не нарушать допустимую максимальную мощность согласно стандарту. Для Европы - 100мВ, для США - 1000мВ. Эту величину проверяют в основном на точность определения мощности, во всем диапозоне от минимальной до максимальной мощности.

Emission - эмиссия или излучение при трансляции WLAN сигнала на другие РФ диапазоны.

В данном тесте производиться сканирование различных диапазонов, определеных в ETSI/FCC стандартах а также диапазонов в которых должно работать данное устройство параллельно с WLAN, например такие диапазоны как: GSM, CDMA, GPS, WCDMA и т.д.

Для каждого диапазона существует допустимый максимальный уровень помех, определеный стандартом или разработчиком устройства, для выше указанных диапазонов, для обеспечения исправной работы всех функций устройства.

Перейдем к части - радиоприемника. Несомненно одной из самой главной величины, здесь является - чувствительность приемника, другими словами минимальная мощность сигнала при котором приемник имеет возможность его воспроизведения. Как и в упомянутых выше тестах, стандарт 802.11 определяет минимальную чуствительность соответственно каждой скорости передачи данных. Чем меньше чуствительность, тем лучше качество радиоприемника и он может быть более удаленным от точки доступа – AP или другого радиопередатчика. Для определния чувствительности приемника используют величину под названием - PER (packets error ratio). Данная величина является отношением между ошибочными пакетами даты и пакетами без ошибок, это отношение измеряется в процентах. Чем больше процент, тем больше пакетов с ошибками, при PER равному 100 процентов считаеться что приемник не работает т.е. совсем не воиспроизводит сигнал. Допустимая величина PER является 10%.

Граф PER строится с помощью сканирования диапазона приемной мощности, от чувствительности до мощности при которой приемник перестает принимать сигнал. Цель этого теста, как и в передатчике, выявление вспышек PER за рамки разрешенного. Данные вспышки могут привести также к нежелательной потере информации.

MIL (максимальный уровень приемного сигнала) - проверка данного параметра необходима для определения максимального уровня приемной мощности, с точки зрения сатурации РФ усилителя в цепи приема сигнала. Например: стандарт 802.11n определяет максимальный уровень приема сигнала -30дБм на частоте 5ГГц и -20дБм на частоте 2.4ГГц. Естественно чем больше этот уровень, тем выше качество приемника.

Следующая величина это – ACI (помехи соседних каналов). Соседние каналы разделяются на смежные и несмежные. На частоте 2.4ГГц смежными каналами являются каналы со смещенной центральной частотой ±20МГц. На частоте 5ГГц смежными каналами являются каналы со смещенной центральной частотой ±25МГц. Для каналов с шириной 40МГц смещение центральной частотой ±40МГц. Hесмежные каналы определяются 802.11 стандартом только для частоты 5ГГц. При ширине канала 20МГц смещение центральной частоты ±40МГц и более. При ширине канала 40МГц смещение центральной частоты ±80МГц и более.

Вычисление происходит следущим образом: устанавливается постоянная мощность приемного сигнала равная чувствительности на данной скорости передачи данных плюс 3дБ, параллельно увеличивается мощность смежного/несмежного сигнала до тех пор пока PER достигает 10%, разница между мощностями и является этой величиной - режекция соседних каналов. Стандарт 802.11 устанавливает эту величину для каждой скорости передачи данных. Важно заметить что мешающий сигнал должен быть в той же модуляции, но несинхронизированный с тестирующим каналом и 50% коэффициентом заполнения импульса. Чем больше величина режекции, тем меньше помех от соседних каналов и лучше качество приема сигнала.

RSSI - это механизм наподобие CLPC в передатчике, для определения приемной мощности сигнала. Тест данной величины проходит следущим образом: производится сканирование приемного сигнала на известных заранее мощностях и сравнивается с величиной RSSI. Обычно берется лимит точности ±3дБ, но этот лимит может изменятся от производителя к производителю.

Blocking - это тест противоположный Еmission в передатчике. В этом тесте транслируется в приемник определенный уровень мощности в различных РФ диапазонах присутсвующих в данном устройстве, например: GSM, CDMA, GPS, LTE, WCDMA и т.д. и сканируется WLAN диапазон, для определения уровня помех при трансляции каждого диапазона в отдельности. Нет стандарта определяющего уровень помех в данном тесте. Каждый производитель устанавливает свой допустимый уровень помех, для обеспечения качественой работы устройства в данных диапазонах.

В этой статье я пытался охватить все базовые тесты связаные с WLAN устройством. Естественно существуют различные добавочные тесты, проверяющие специальные функции различных устройств. А также все тесты не связаные с стандартом могут изменятся от производителя к производителю.