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Wi-Fi无线产品的研发与测试解决方案
Wi-Fi无线产品的研发与测试解决方案
无线技术正渗透到生活的方方面面――从手机到笔记本电脑、PDA、游戏控制器、数码相机和手持GPS设备。大部分用户可能并不了解其使用的无线设备的复杂性和精密性。但是，设计人员和制造商却非常清楚他们所设计和生产的各种无线产品必须满足严格的产品规范、越来越短的上市周期和低成本的要求。
　　在Wi-Fi技术出现的早期，在设计和生产Wi-Fi产品一般采用通用的实验仪器进行研发和制造测试。但是随着产量的增加和价格的下降，这种方法已经行不通了。这一行业需要一种系统级解决方案，不但能够像通用仪器一样测量参数，而且能够提供符合面向规范的测试方案。换句话说，新的测试方案不但能够测量具体的参数，而且要提供图形化测量结果，并快速反映DUT的信号细节特性。
　　无线连接规范涉及发送和接收两方面，总体目标是实现最大的传输效率及与其他无线设备之间的最小干扰。因此，系统级的解决方案要能够捕捉DUT的发射信号，根据每种标准的技术规范进行快速而全面的分析。对接收测试而言，测试系统必须提供精确可控的信号源，根据技术规范测试DUT的特征。
　　测试系统需要分析DUT的发射信号和接收信号。因此，测试仪器和测试方案必须能够快速捕捉和分析信号，输出测试结果。然而，每一个产品研发和测试预算是有限的，这就要求系统的采购成本及其测试速度必须满足无线产品的上市周期与成本要求，能够帮助研发人员在数周内而不是数月内将原始的设计变成量产的产品。
　　2003年以来，这样的系统已被应用于Wi-Fi产品研发和质量控制。随着时间的发展，出现了一些新的无线标准，包括WiMAX、蓝牙、WiMedia和ZigBee。下面来分析这些无线规范与测试测量系统的关系。
　　人机接口
　　在设计新型无线设备的研发中，设计人员必须分析底层标准的各个方面。所有的无线规范都涉及射频和调制技术，通常具有基带和射频调制两大子系统。在研发过程中，这些子系统能分别进行独立的和综合的测试分析是非常重要的，因此，需要一个测试仪器能够分别发射和接收射频及基带信号。
　　图1 硬件接口尽可能保持简单――射频输入/输出、基带输入/输出、外部触发输入/输出
　　这种面向系统的测试解决方案不需要像通用实验仪器那样提供许多控制按钮和开关，在面板上只有射频与基带输入输出端口（如图1所示）。应用基于PC的用户图形界面（GUI）软件系统，通过以太网卡接口，能够容易控制和操作测试系统。运行于PC上的分析软件大大降低了测试系统的成本，同时又保持了快速而全面的对信号捕捉和分析能力。
　　针对不同的标准，采用不同GUI界面的软件（例如，其中一种用于Wi-Fi，另一种用于WiMAX），可以将各种标准相对应的测试需求集成到软件之中。例如，针对于用户开发出某种符合802.11a/b/g标准的功率谱密度模板的Wi-Fi产品，这样的测试软件可以加快测试速度且减少测试错误。
　　一旦某个产品设计定型，即便其中的元件处于最坏设计容差的情况下仍能通过测试，那么这就是一个好的生产产品设计。但是，元件失效或者制造工艺偏差等问题仍可能造成产品失效，这个必须在装箱运送之前能够检测出来。这样的测试中，射频和基带系统已经不需要进行单独的测试，这时所需要的是一套全面而快速的测试方案，用来挑出有质量问题的产品。
　　在这种情况下，我们可以采用和研发相同的测试架构，但取消了基带输入和输出端口，简化了接口设计（如图2所示）。仪器只需要射频输入和输出两个端口，测试软件只需要在数秒内快速得出“pass”或“fail”的测试结果。这种经过简化的系统具有较低的采购成本，快速的测试速度也有利于降低总体测试成本。这对于产量大、价格便宜的无线产品来说是至关重要的――目前，这样面向制造测试的仪器已经能够涵盖所有的需求。
　　图2 取消基带和简化触发接口使同样硬件构架平台最终变成一个面向制造的低成本测试系统解决方案
　　测试系统的硬件和软件
　　测试仪器需要产生和分析基于正交调制（如IQ调制）的信号。VSA（vector signal analyzer，矢量信号分析器）分析捕捉DUT发射信号，VSG（vector signal generator，矢量信号发生器）用于对DUT的灵敏度和对非理想信号的解调能力进行测试（如图3所示）。
　　图3 测试硬件包含VSA、VSG和内部控制模块（例如PC的功能），通过以太网与PC主机进行通信
　　VSA和VSG都可以通过PC软件进行控制，利用GUI界面可以控制信号的带宽、功率、衰减等特性。对于VSA而言，GUI界面允许用户选择显示内容以及进行显示设置。例如，用户可以在一个窗口查看频谱、功率谱密度图和子载波星座图。部分或所有视图都可由用户自由选择，同步显示信号的多个信息。
　　将其应用于研发
　　毫无疑问，单芯片方案和参考设计已经大大简化了产品的研发过程。但在实际研发中，很难仅仅通过对参考设计的简单改动实现产品设计，还需要处理频率稳定性、频谱密度、群延迟、相位不平衡和本地振荡器泄漏等问题。然而，想要解决某个问题之前必须首先搞清楚问题本身。在这样的情况下就是该系统测试方案起效的时候了，与其漫无目的地寻找各种参数――微伏、毫安、毫瓦与频率的关系，不如利用EVM测量和含有丰富信息的图形来快速定位设计中存在的问题。
　　图4 GUI软件提供了信息量丰富的图形显示以及菜单可选的视图
　　例如，当功率放大器上电的时候就可能会出现问题，功率放大器产生的电流将对晶振或者本地振荡器产生频率牵引。典型情况下，如果频率恢复得快，那么很有可能是本地振荡器受到牵引，
　　但是当其恢复较慢的时候，则可能是基准晶振受到牵引。这里以实例说明图形化界面是如何帮助我们判断受到牵引的是晶振还是LO的（如图5所示）。
　　图5 左图中快速的频率稳定过程表明是VCO频推；右图中较慢的频率稳定过程表明是晶振频推
　　对于802.11a/g信号，我们使用STS（short training sequence，短训练序列）估算频率误差（图5左图中红线表示STS的平均频率误差），如果在一个包的结尾发现频率误差与STS 的计算不同， 则代表在封包的内部频率误差有波动。&
　　图6 左图和中图表示VCO或晶振牵引的影响，右图表示功放开启的影响
　　这里来看几个不同的OFDM信号频率误差计算方法（如图6所示）。频率误差预估参数的调整会对EVM结果产生影响。这些选项参数是根据短训练序列、长训练序列以整个数据包来计算频率误差，如果EVM结果对频率误差预估方式的选择非常敏感，那就表明系统的频率稳定性有问题――最有可能出现在数据包的开头。
　　图7 OFDM星座图提供的信息非常详尽
　　星座图（如图7所示）能够提供很多相关信息用作设计参考，通过相位、增益和功率压缩等信息能够帮助我们缩短产品设计周期和DVT（device verification testing）阶段所需的时间。
　　如图7所示，上左图是一个理想的OFDM信号星座图。上右图给出了I/Q不平衡的情形（两路基带调制信号在上变频之前幅度不一致，EVM变差）。下左图给出了I/Q非理想正交的情形（两路基带信号在上变频之前没有实现完全正交，星座图出现扭转，EVM变差）。下右图给出了幅值和相位同时失配的情形。
　　应用于制造
　　如前所述，当产品转入制造测试阶段，通常会假设产品的设计等都没有问题。很多失效问题都来源于制造而非设计缺陷。因此，软件不需要提供设计过程中的测试细节。面向制造测试阶段的软件设计目标是简洁的GUI界面和快速的产品测试功能。
　　适用于制造测试的软件，GUI界面简洁，测试快速。单击GUI界面中“测试按钮”启动测试，
　　输入DUT的MAC地址，软件开始对DUT进行测试，最终窗口显示测试细节和Pass或者Fail。
　　研发和制造测试平台采用相同的架构，这样做的好处是使某些可能在制造过程中出现的问题很容易被追溯到研发阶段，不需要特别复杂的处理。研发和测试阶段采用同样的VSA和VSG硬件构架和设置，这有利于简化问题和加快问题的解决。
　　本文介绍的系统测试平台都是基于LitePoint公司的IQview和IQflex测试平台，这款面向Wi-Fi的测试产品早已于2003年被推出。目前，面向Wi-Fi和WiMAX的一个全新的测试平台IQmax也已问世，它将帮助ODM厂商和大型制造商进一步节省产品研发和制造的时间与成本。
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10M光纤，电脑测速是10M，经路由Wi-Fi后，手机Wi-Fi测网速只有2M，问题出在哪里?
如果路由没有设置 宽带控制 来限速的话，那么就是信号质量的问题了。你可能离路由的距离较远 甚至穿哗顶糕雇蕹概革谁宫京墙，那么这样就会有信号的折损，信号折损后的表现当然是传输率下降 以及 网络延迟增加这两种状况了，所以这很正常。
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电脑测速测的实际上是最大值，理论上来说是并不能达到那个值的，一般下载速度在五分之一左右。
信号问题，可能离无线路由远了
手机上网速度限制，
测网速的相关知识
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联发科技解决方案获选Wi-Fi CERTIFIED MiracastTM认证计划测试平台
来源：[联发科技]
　　全球无线通讯及数字媒体IC设计领导厂商联发科技股份有限公司宣布，联发科技MT662X 802.11a/b/g/n双频移动通信终端解决方案、子公司雷凌科技RTn Wi-Fi芯片以及MV0690数字电视解决方案获选Wi-Fi CERTIFIED MiracastTM 认证计划测试平台。联发科技MiracastTM 解决方案使移动通信装置无需通过基地台，即可直接将多媒体影音内容无线串流到电视或投影机的大屏幕上。
　　Wi-Fi联盟CEO Edgar Figueroa表示：“恭喜联发科技获选为Wi-Fi CERTIFIED MiracastTM& 认证计划测试平台，联发科技是Wi-Fi CERTIFIED MiracastTM 这项最新认证计划能成为产业标准的重要推手。”
　　MiracastTM 的应用是由一个发送端 （source）和一个接收端（sink）组成。发送端是传送画面或多媒体内容的装置，如智能手机；接收端是接收并显示传送的多媒体内容的装置，如电视。联发科技MiracastTM技术平台，让MiracastTM无线影音串流应用的互操作性得到保障，进而提升用户体验。
　　TCL通讯科技首席运营官王激扬博士表示：“TCL与联发科技合作发布采用最新MiracastTM 技术的高性能智能手机，随时随地为消费者带来最佳的多屏无线媒体流体验。联发科技从智能手机到数字电视的多屏跨平台技术优势，以及无微不至的客户支持，让我们能更专注于自身品牌的特色，迅速在市场上推出有竞争力的产品。”
　　联发科技无线联通事业部总经理蔡守仁表示：“Wi-Fi 联盟主推的 MiracastTM无线影音串流认证计划对于未来Wi-Fi技术进一步在各消费类电子产品，个人电脑和移动通信产品间的普及起到至关重要的作用。联发科技的Android移动通信终端、Wi-Fi芯片及数字电视解决方案能获选为Wi-Fi CERTIFIED MiracastTM认证计划测试平台，是对联发科技Wi-Fi相关解决方案的质量和多屏跨平台技术优势的证明。”
　　联发科技拥有完整的高性能无线通信解决方案，适用于日益增加的智能手机、平板电脑、个人电脑、数字电视、蓝光DVD播放器以及 无线基地台/路由器等产品。获选为Wi-Fi CERTIFIED MiracastTM认证计划测试平台的联发科技解决方案包括：
　　MT662X 802.11a/b/g/n双频移动通信终端解决方案
　　旗下子公司雷凌科技的RTn Wi-Fi芯片
　　MV0690数字电视解决方案
　　联发科技MiracastTM解决方案均已量产，并广泛应用于市场上多款移动通信、电脑、蓝光DVD播放器及数字电视产品。
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比特客户端
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完整的Wi-Fi生命周期测试有助于提高用户体验
关键字：IXIA
测试 无线网络
　　随着近年来移动设备的增长，市场上支持的产品可谓是五花八门，Wi-Fi的发展也日新月异。Wi-Fi也在全球范围内获得了运营商的青睐，包括、、在内的国内运营商对于Wi-Fi的投入也一浪高过一浪。
　　在近日正式向三家运营商颁发了 TD-LTE牌照。在过去，Wi-Fi被认为是运营商用来给2G/减负分流的手段。而4G带来的更大带宽，运营商对于Wi-Fi的需求是否会呈现一定程度的降低？“运营商建设Wi-Fi的热度在可以预见的时期内会持续走高，传统的蜂窝网络频宽资源是非常宝贵的。”来自Ixia的产品经理SitaramaPenumetsa对记者说道。而当Wi-Fi成为运营商的服务资源时，其服务质量也必须得到足够的保障。“当Wi-Fi被定位为运营级时，QoS就变得非常重要，而对于运营商来说，如何降低用户设备之间的互扰也是一个棘手的问题。”Sitarama进一步说道。
Ixia产品经理SitaramaPenumetsa
　　对于运营级Wi-Fi来说，另一个必须重视的问题就是由Wi-Fi技术本身发展带来的。“运营商在部署新设备时，要考虑对过去的802.11b/g用户的服务能力，老设备相比起新设备对于空口资源的利用效率有着一定差距。”在Sitarama看来，随着802.11ac的推出，未来的802.11n设备一样要面临这样的问题。运营级Wi-Fi要同时兼顾新老设备，而不可以“喜新厌旧”。
　　Sitarama所提到的一个非常重要的场景就是无缝的漫游切换。在3G/4G蜂窝网络中，用户几乎感觉不到网络的切换。而在Wi-Fi环境中，大多数的切换是由客户端设备来完成的，这就会对用户体验有着显著的影响。Sitarama对此举例道：“在我们进入这间会议室前，我们的设备连接的是大厅的AP，而此后设备依然没有主动切换到会议室内的AP，这种情况在时下非常普遍。”
　　在Sitarama看来，造成这种普遍问题的原因在于运营商对于运营级Wi-Fi缺乏健全的测试机制造成的。“虽然许多厂商的设备都已经通过了Wi-Fi联盟的测试，但Wi-Fi联盟的宗旨是去推广Wi-Fi。与之相对应的就是较低的门槛，这就造成了许多Wi-Fi设备在应用到运营级之后无法提供令人满意的服务。”Sitarama如是说。
　　对于运营级Wi-Fi，Sitarama认为运营商需要进行完整的Wi-Fi生命周期测试：首先要针对众多网络设备进行测试选择，同时还要进行客户端设备与网络设备之间的互联互通性测试;在网络规划和容量规划上做好预案;其次在网络部署完成后，进行验证测试;而在之后的网络升级过程中进行不间断的回馈测试。只有认真做好这些工作，才能保障运营级Wi-Fi的服务水平。Sitarama进一步说道：“在整个测试周期里，应该分为实验室和现场两个阶段。”对此，Ixia有从网络设备、终端设备、网络规划、部署后期测试等多个环节的完整测试解决。
　　Ixia分阶段测试方法
　　Ixia全面的测试方案甚至可以为设备制造商在早期设计阶段提供极具参考价值的信息。“Ixia提供针对客户端的完整测试方案被称作WaveDevice，我们提供名为Golden AP的测试板卡，可以模拟出数千个客户端设备进行不同的操作供设计者在实验室环境中进行验证。”这一方案使得设备制造商可以不必在实验室环境中大量引入真实接入点进行反复的低效率测试。“设备制造商需要高效、的测试方案来进行大量的测试以验证其设备的性能和功能。”Sitarama对此强调说。
　　在谈到针对AP设备本身进行测试时，Sitarama强调了Ixia所能提供的海量测试规模。：“Ixia 在此前帮助用户在实验室环境中模拟了64000个客户端设备，通过500个真实AP连接控制器以验证其控制器的性能。”据Sitarama介绍，Ixia可以提供在一个板卡端口上模拟500个客户端进行不同业务的能力。“这对于OoS测试是非常重要的，各类语音业务、视频业务、一般数据业务混杂在一起，可以测试AP是不是可以针对不同业务进行不同优先级的处理。”Ixia的测试方案还可以对策略进行细致的设定，包括针对不同业务、不同设备、乃至不同用户等级的细分。
　　针对Wi-Fi产品生命周期进行测试
　　在运营环境中，设备之间的干扰是不可避免的。“除去Wi-Fi网络本身的干扰之外，像微波炉、蓝牙设备或是无绳电话等等的干扰都存在于我们的生活之中。”Sitarama表示这些因素都被考虑在Ixia的测试方案中，甚至于对一些国家存在5G频段的雷达信号合规性也不例外。“对于不同国家地区的特殊需求，我们可以测试AP是否可以对此进行自动的信道切换。”
　　在访谈的最后，Sitarama表示提高运营级Wi-Fi的服务质量不仅是运营商一家的事情，还需要全方位的协作。“制造商、设备制造商、客户端设备制造商、标准制定者、运营商、商以及测试方案提供商所构成的是一个生态链，它需要制定一个合理的测试方案来规范运营级Wi-Fi的标准，这样才能给予最终用户满意的体验。”
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