5G-WiFi時(shí)代將到來 802.11ac測量大廠如何應(yīng)對(duì)?
摘要： 最新的一項(xiàng)市場調(diào)查中，研究人員預(yù)計(jì)：到2015年，每年將有超過10億臺(tái)IEEE 802.11ac 無線通信設(shè)備投入使用。這是一個(gè)相當(dāng)驚人的數(shù)字。毋庸置疑，5G-WiFi時(shí)代浪潮正席卷而來，隨著下一代WLAN技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)802.11ac/ad的快速演進(jìn)，802.11ac成為802.11n的繼任者已是不爭的事實(shí)。
關(guān)鍵字： 5G-WiFi時(shí)代， WLAN技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)， 802.11ac， 應(yīng)對(duì)方案
最新的一項(xiàng)市場調(diào)查中，研究人員預(yù)計(jì)：到2015年，每年將有超過10億臺(tái)IEEE 802.11ac 無線通信設(shè)備投入使用。這是一個(gè)相當(dāng)驚人的數(shù)字。毋庸置疑，5G-WiFi時(shí)代浪潮正席卷而來，隨著下一代WLAN技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)802.11ac/ad的快速演進(jìn)，802.11ac成為802.11n的繼任者已是不爭的事實(shí)。
為讓各位讀者對(duì)802.11ac有基本認(rèn)識(shí)，先簡單回顧下歷史，802.11ac項(xiàng)目早在2008年上半年就已經(jīng)著手開始，當(dāng)時(shí)被稱為“Very High Throughput”(甚高吞吐量)，目標(biāo)直接就是達(dá)到1Gbps。到2008年下半年的時(shí)候，項(xiàng)目分為兩部分，一是802.11ac，工作在6GHz 以下，用于中短距離無線通信，將成為802.11n的繼任者，另一個(gè)則是802.11ad，工作在60GHz，市場定位與UWB類似，主要面向家庭娛樂設(shè)備。千兆Wi-Fi 夢想即將照進(jìn)現(xiàn)實(shí)，IEEE正在全面制定802.11ac標(biāo)準(zhǔn)工作，2011年11月IEEE已基本完成對(duì)802.11ac和802.11ad標(biāo)準(zhǔn)的制定，到2012年12月已放出正式的版本，最終版或在2013年底通過認(rèn)可。
那么，全球知名測試測量廠商都準(zhǔn)備好了嗎?都有哪些應(yīng)對(duì)方案?
1、安捷倫
802.11ac信號(hào)產(chǎn)生和分析解決方案
隨著下一代WLAN技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)802.11ac/ad的快速演進(jìn)，安捷倫還推出了用于802.11ac 信號(hào)生成的Signal Studio軟件和單通道及多通道MIMO802.11ac信號(hào)分析解決方案。其中，單通道信號(hào)分析方案包括業(yè)界首個(gè)用于高性能PXA信號(hào)分析儀的160 MHz分析帶寬選件，以及用于2x2和4x4 MIMO 802.11ac的模塊化矢量信號(hào)分析儀M9392A。
“160MHz 的高帶寬信號(hào)分析是全面分析802.11ac所支持帶寬的必要條件?！卑步輦惪萍脊疚⒉ㄅc通信產(chǎn)品事業(yè)部業(yè)務(wù)開發(fā)經(jīng)理劉斌說，安捷倫Signal Studio for WLAN軟件支持具有BCC或LDPC信道編碼、所有MCS編碼以及單用戶或多用戶MIMO(多達(dá)4X4)的802.11ac波形生成。Agilent ESG、MXG或PSG矢量信號(hào)發(fā)生器和PXB基帶發(fā)生及信道仿真器可生成高達(dá)80MHz帶寬的信號(hào)，使用安捷倫兩款矢量信號(hào)發(fā)生器可支持160 MHz帶寬的信號(hào)生成。
“通信技術(shù)，尤其是無線技術(shù)，近幾年來發(fā)展特別快。我們用的手機(jī)從2G、3G，到現(xiàn)在的LTE-Advanced，無線連接技術(shù)從電腦上、手機(jī)上的 802.11a/b/g/n，現(xiàn)在速率可以達(dá)到幾百兆，向802.11ac/ad發(fā)展。應(yīng)對(duì)這些無線通信技術(shù)，非常需要測試技術(shù)的配合，來保證這個(gè)技術(shù)的順利實(shí)施。更快速的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，是我們整個(gè)無線通信領(lǐng)域往前發(fā)展的一個(gè)源動(dòng)力?！眲⒈筇貏e指出。
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2、美國國家儀器(NI)
PXI+FPGA效能升級(jí) 802.11ac測試效率大躍進(jìn)
新一代802.11ac標(biāo)準(zhǔn)帶來許多挑戰(zhàn)，相信許多測試工程師正忙著找出最合適的測試設(shè)備。而要以舊方法找出效能最佳的單機(jī)臺(tái)儀器顯然是完全不可行，肇因于現(xiàn)今測試工程師是時(shí)間、成本、空間等資源有限，須進(jìn)一步減少空間，且縮短測試與開發(fā)時(shí)間，同時(shí)還能為公司精簡預(yù)算，因此廠商若能提供使用者可設(shè)定功能的現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)架構(gòu)儀器，協(xié)助測試工程師解決這些挑戰(zhàn)，對(duì)工程師來說，無非是工作上的一大助益。本技術(shù)文章的重點(diǎn)在于特地使用開放式 FPGA來測試802.11ac標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)勢。
無線區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(WLAN)分析工具組的軟體人機(jī)介面可搭配PXI儀器使用，提供快速的產(chǎn)生或擷取功能。使用者可將分析軟件人機(jī)介面用于已調(diào)變或頻譜量測作業(yè);也可將兩個(gè)小封裝熱插拔收發(fā)器(SFP)搭配最多四個(gè)PXI儀器，打造4×4多重輸入多重輸出(MIMO)的設(shè)定配置。
圖1 802.11ac頻帶配置圖
802.11ac于5GHz頻帶運(yùn)作，強(qiáng)制頻寬則為20、40、80MHz;160MHz支援功能目前仍屬于選擇性的。此外，測試人員也可選擇非鄰近的 80+80MHz發(fā)射(TX)與接收(RX)頻寬。根據(jù)IEEE目前的規(guī)定(圖1)，802.11ac標(biāo)準(zhǔn)須在5GHz頻帶內(nèi)與802.11a和 802.11n向下相容，確保不會(huì)彼此排斥。其他的強(qiáng)制規(guī)格還包含80MHz頻寬、256QAM調(diào)變、最多八個(gè)空間串流與多個(gè)使用者的MIMO功能。
NI 802.11ac測試儀器如何獲得市場青睞?
諸如802.11ac的下一代無線通信標(biāo)準(zhǔn)，可以為消費(fèi)者帶來數(shù)據(jù)傳輸速率的顯著提升，然而這同時(shí)也使得設(shè)計(jì)和測試這種無線產(chǎn)品充滿挑戰(zhàn)。當(dāng)今的工程師必須要面對(duì)復(fù)雜的多通道無線測試，如8x8 MIMO。此外，可選的160MHz規(guī)范的帶寬要求非常高，工程師們必須隨著帶寬的不斷增加，確保測量的高質(zhì)量。最后，在自動(dòng)化測量中，測量的復(fù)雜性將隨著測量速度的增加而增加?？紤]到802.11ac信號(hào)的解調(diào)需要提高一個(gè)數(shù)量級(jí)的信號(hào)處理能力，802.11ac的測量速度要求也是一個(gè)需要關(guān)注的問題。
展望未來，可以看到軟件定義的PXI測試設(shè)備將處于測試下一代無線通信標(biāo)準(zhǔn)的前沿位置。National Instruments于2012年1月發(fā)布了測試下一代802.11ac WLAN芯片組和設(shè)備的先行支持，并于巴塞羅那舉辦的世界移動(dòng)通信大會(huì)(MWC)上展示了最新的802.11ac測試解決方案，能夠支持包括 20，40，80和80+80 160MHz各種帶寬的信號(hào)接收(Rx)和發(fā)送(Tx)，并支持高達(dá)4X4 MIMO的配置。因此，NI測試解決方案具備足夠的靈活性，除了802.11ac，同樣可以測試802.11a/b/g/n設(shè)備。[!--empirenews.page--]
“通過支持最新的WLAN標(biāo)準(zhǔn)，802.11ac，我們展示了NI公司的軟件定義的模塊化測試系統(tǒng)的力量”， NI首席執(zhí)行官和公司創(chuàng)始人James Truchard博士表示， “我們的模塊化測試平臺(tái)提供了更快的測試時(shí)間和更低的投入成本，并通過與LabVIEW相結(jié)合，幫助工程師研究、驗(yàn)證、測試最新的無線標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)備。
基于NI PXI平臺(tái)的802.11ac 測試方案主要特性：
調(diào)制方式最高可達(dá)256 QAM;
可支持4X4 MIMO;
通道帶寬包括20， 40， 80， 以及80+80， 160 MHz;
可支持LDPC， STBC和AMPDU;
可支持NI LabVIEW， ANSI C， 以及Microsoft Visual Studio等多種開發(fā)環(huán)境。
NI正在與一些前沿的合作伙伴，包括芯片供應(yīng)商，OEM廠商和電子制造服務(wù)(EMS)提供商展開合作，測試最新的802.11ac設(shè)備。采用軟件定義的PXI測試平臺(tái)可以滿足最新的移動(dòng)通信規(guī)范和無線連接標(biāo)準(zhǔn)。無論是智能手機(jī)、平板電腦等消費(fèi)電子產(chǎn)品，還是開發(fā)板(reference design board)、無線收發(fā)器等嵌入式產(chǎn)品，NI解決方案可測試各類移動(dòng)通信設(shè)備和芯片。PXI所帶來的諸如模塊性、靈活性以及強(qiáng)大的信號(hào)處理能力等優(yōu)勢，將使其在不遠(yuǎn)的將來越發(fā)成為測試和測量領(lǐng)域的主要技術(shù)平臺(tái)。
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3、羅德與施瓦茨(R&S)
R&S FSW信號(hào)與頻譜分析儀支持帶寬達(dá)160 MHz的IEEE 802.11ac WLAN信號(hào)分析
新型IEEE 802.11ac WLAN標(biāo)準(zhǔn)提供前所未有的1 Gbit/s及以上的高數(shù)據(jù)吞吐率，目前標(biāo)準(zhǔn)仍在制定中，但是802.11ac芯片和模塊的開發(fā)人員可以使用R&S FSW，以無可比擬的精度在全帶寬內(nèi)分析WLAN信號(hào)。 此外，羅德與施瓦茨公司也提供用于符合標(biāo)準(zhǔn)的WLAN信號(hào)產(chǎn)生的儀表。
2012.6.18 - 羅德與施瓦茨公司為研發(fā)實(shí)驗(yàn)室配備了滿足未來WLAN標(biāo)準(zhǔn)要求的測試測量儀表，基于成熟OFDM機(jī)制的IEEE 802.11ac定義了20/40/80/160 MHz多種帶寬。如果采用256QAM調(diào)制方式，8 MIMO的數(shù)據(jù)流以及四倍于之前標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.11n的帶寬，可支持高達(dá)6.9 Gbit/s的數(shù)據(jù)速率。不久之后，無線高清視頻傳輸將成為可能。
與此同時(shí)，羅德與施瓦茨公司也擴(kuò)展了矢量和基帶信號(hào)發(fā)生器的功能，使之包含IEEE 802.11ac標(biāo)準(zhǔn)。只要配備R&S SMx-K86選件，這些儀表就能產(chǎn)生20 MHz， 40 MHz和80 MHz帶寬的信號(hào)。R&S WinIQSIM2™軟件中的SMx-K286功能模塊也可以用來產(chǎn)生相應(yīng)的信號(hào)。R&S AFQ100B基帶信號(hào)發(fā)生器和R&S SGS射頻信號(hào)源的組合是用于相鄰和非相鄰80 MHz + 80 MHz或160 MHz帶寬信號(hào)產(chǎn)生的理想解決方案。
支持IEEE 802.11ac WLAN信號(hào)分析的R&S FSW-K91/K91ac選件以及R&S FSW-B160帶寬擴(kuò)展選件都已發(fā)布;用于IEEE 802.11ac WLAN信號(hào)產(chǎn)生的R&S SMx-K86和R&S SMx-K286選件適用于R&S SMU200A，R&S SMJ100A，R&S SMATE200A，R&S SMBV100A信號(hào)發(fā)生器，以及R&S AMU200A和R&S AFQ100A/B基帶發(fā)生器。
4、萊特菠特(LitePoint)
業(yè)界首個(gè)802.11ac生產(chǎn)測試解決方案IQxel
無線測試解決方案的領(lǐng)先供貨商萊特菠特(LitePoint)推出業(yè)界首個(gè)生產(chǎn)測試解決方案，用來測試802.11ac標(biāo)準(zhǔn)的高處理量無線設(shè)備。 萊特菠特IQxel是一種易于部署的單機(jī)箱測試解決方案，可快速地測試802.11 a/b/g/n/p/ac以及藍(lán)牙1.0、2.1、3.0和4.0設(shè)備。
IQxel采用針對(duì)萊特菠特原有的測試設(shè)備所寫的測試程序，使客戶能夠直接從IQflex和IQview過渡至802.11ac技術(shù)設(shè)備。利用萊特菠特的100多種IQfact芯片測試軟件解決方案，客戶可在數(shù)天內(nèi)迅速實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
IQxel可測試802.11ac 80 MHz及160 MHz SISO和MIMO設(shè)備，提供802.11ac中256 QAM調(diào)變所需的高性能EVM(誤差向量幅度)測量能力。憑借其單一底架設(shè)計(jì)，加上被測設(shè)備連接處的射頻測量裝置已完全校準(zhǔn)，IQxel在生產(chǎn)環(huán)境中提供穩(wěn)定的測試良率和可靠性。
電子發(fā)燒友網(wǎng)編輯注意到，為快速在802.11ac未來熱點(diǎn)市場中占據(jù)市場份額，萊特菠特與博通強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，共同在802.11ac測試測量方案上進(jìn)行無縫合作，相信未來快速增長的802.11ac應(yīng)用市場，將加速推升目前這個(gè)正在快速暫露頭角的萊特菠特公司的發(fā)展。
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5、艾法斯(Aeroflex)
艾法斯為S 系列產(chǎn)品線增加WLAN 802.11ac 信號(hào)發(fā)生和分析功能
艾法斯已經(jīng)為其S系列射頻信號(hào)發(fā)生器和分析儀產(chǎn)品線增加了IEEE 802.11ac功能。S系列于2010年首次推出，它們以中檔價(jià)位提供了業(yè)內(nèi)頂級(jí)的性能。
因?yàn)閷楣こ處焸冊跓o線局域網(wǎng)(WLAN)領(lǐng)域內(nèi)的研究、設(shè)計(jì)和制造應(yīng)用而設(shè)計(jì)，SGD 射頻數(shù)字信號(hào)發(fā)生器和SVA 矢量信號(hào)分析儀都具有新的802.11ac功能。
SGD的綜合性WLAN信號(hào)發(fā)生套件現(xiàn)在已針對(duì)802.11ac更新，可支持20、40、80、80+80和160 MHz帶寬以及高達(dá)8個(gè)的空間數(shù)據(jù)流。通過使用艾法斯的IQCreator 波形發(fā)生軟件的一種嵌入式版本，802.11ac波形能很快地在信號(hào)發(fā)生器中產(chǎn)生并被應(yīng)用。
6、安立知(Anritsu)
安立知無線測試儀/TRx測試模組支援802.11ac
安立知公司(Anritsu company)全新的 Anritsu MT8870A 通用無線測試儀及 MU887000A TRx 測試模塊，裝設(shè)四個(gè)獨(dú)立控制的 MU887000ATRx 測試模塊于 Anritsu MT8870A 后即可執(zhí)行在各項(xiàng)無線功能下的 RF 性能平行測試。
MU887000A 模塊支持160MHz的測量帶寬，以確保其于最新一代行動(dòng)通訊和短距離無線通信標(biāo)準(zhǔn)(包含LTE Advanced及WLAN 802.11ac)之測試能力，加裝測試軟件及波形量測選項(xiàng)后，即可執(zhí)行WLAN 802.11ac Tx及Rx量測。[!--empirenews.page--]
裝設(shè)MU887000A 模塊的Anritsu MT8870A 是由外接PC控制，可執(zhí)行多種無線標(biāo)準(zhǔn)的RF測試。集多功能于一身的Anritsu MT8870A ，于裝設(shè) MU887000A 模塊后，即可支持各種無線通信系統(tǒng)所需執(zhí)行的測試，完全巔覆在產(chǎn)線測試時(shí)需要為各通訊系統(tǒng)分別設(shè)置專用測試儀器的刻板印象。
每一MU887000A 模塊均支持所有主要的行動(dòng)通訊規(guī)格(如： LTE-FDD 、 WCDMA / HSPA 、 GSM / EDGE 、 CDMA2000 、 1xEVDO )及短距離無線通信標(biāo)準(zhǔn)(如： WLAN 802.11abgn 、 WLAN 802.11ac 、 Bluetooth )下的發(fā)射功率、調(diào)變精確度及接收靈敏度量測。 MU887000A 模塊具160MHz的標(biāo)準(zhǔn)測量帶寬，加裝Tx測試軟件及波形量測選項(xiàng)后更可輕松地支持 WLAN 802.11acTRx 的精準(zhǔn)量測。
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從核心技術(shù)來看，802.11a c是在802.11a無線Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)之上建立起來的，包括將使用802.11a的5GHz頻段。不過在通道的設(shè)置上，802.11ac將沿用802.11n的MIMO(多進(jìn)多出)技術(shù)，為它的傳輸速率達(dá)到1Gbps打下基礎(chǔ)。作為11n的延續(xù)，ac主攻6GHz以內(nèi)的頻段，同時(shí)主打傳輸應(yīng)用，通過將單通道頻率提升來達(dá)到千兆傳輸?shù)哪繕?biāo)。
面會(huì)巨大的市場，知名半導(dǎo)體廠商包括高通、博通(Broacom)、Microsemi、Triquint、Marvell、飛思卡爾、聯(lián)發(fā)科(雷凌)、QualcommAtheros、瑞昱等，皆紛紛投入802.11ac芯片研發(fā)。美國博通公司在2012年初已宣布推出第一個(gè)基于第五代Wi-Fi(5G WiFi)的IEEE 802.11ac芯片。Microsemi公司也宣布發(fā)布以硅鍺(SiGe)技術(shù)為基礎(chǔ)的4G RF前端模塊(FEM)突破性技術(shù)平臺(tái)，開發(fā)下一代IEEE 802.11ac無線網(wǎng)絡(luò)(WLAN)前端模塊。聯(lián)發(fā)科 (MediaTek， Inc.) 自合并雷凌科技后快速推出首款可支持802.11ac 無線路由器的 Wi-Fi SoC 芯片解決方案 RT6856。
毫無疑問，802.11ac 的出現(xiàn)由其特定應(yīng)用催生，對(duì)我們而言，肯定也有其特別意義。然而，站在測試測量廠商角度來思考，802.12ac終端設(shè)備將會(huì)如雨后春筍般冒出，市場需求給測試測量廠商帶來新的商機(jī)，但新的測試技術(shù)要求也給測試測量廠商帶來全新的挑戰(zhàn)。全球測量技術(shù)會(huì)如何演進(jìn)?電子發(fā)燒友網(wǎng)與你一起期待。
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