802.11ac技術(shù)正在以以往任何WLAN標(biāo)準(zhǔn)前所未有的速度部署。消費(fèi)者對高帶寬視頻內(nèi)容的嗜好不斷推動著對802.11ac提供的1 Gbps數(shù)據(jù)鏈路(數(shù)據(jù)速率比前一代802.11n技術(shù)高3倍)的需求。802.11ac設(shè)備的交付量有望在2015年前超過3.5億臺——其采用速率比最初推出的802.11設(shè)備快2倍。
2012年,領(lǐng)先的設(shè)備供應(yīng)商紛紛推出多款接入點(diǎn)/路由器產(chǎn)品,802.11ac設(shè)備自此開始首次亮相。這些解決方案主要是采用3x3 MIMO實(shí)現(xiàn)方式、數(shù)據(jù)速率高達(dá)1 Gbps的解決方案。領(lǐng)先的尖端筆記本電腦有望在2012年年底前開始采用802.11ac技術(shù)。隨著SISO (1x1)配置的面市及功率要求的降低,移動設(shè)備(平板電腦和智能手機(jī))有望在2013年開始采用802.11ac技術(shù)。

圖1:802.11ac技術(shù)的采用概況圖
802.11ac的首次展示的其他關(guān)鍵因素是要使用的信道帶寬的選擇。802.11ac可以使用多個信道配置。包括:
* 80 MHz信道配置
* 160 MHz信道配置(非連續(xù)80 + 80 MHz模式)
* 160 MHz信道配置(連續(xù)160 MHz模式)
各個國家或地區(qū)之間在監(jiān)管方面的差異將對部署的信道配置產(chǎn)生很大的影響。圖2顯示了主要國家或地區(qū)的可用信道配置。

圖2:全球信道分配
根據(jù)圖2,160 MHz的信道在中國不可用。鑒于中國消費(fèi)類市場的巨大潛力,這就導(dǎo)致不可能大規(guī)模部署160 MHz連續(xù)信道。不過,所有關(guān)鍵的地理區(qū)域都提供80 MHz信道(至少1個)。這樣就可以實(shí)現(xiàn)在所有主要的全球市場中部署80 MHz信道設(shè)備。一個可能的折衷方案是部署支持160 MHz信道的芯片組方案,不過是以非連續(xù)模式來實(shí)現(xiàn)。這樣就使產(chǎn)品能夠在僅允許使用一個80 MHz信道的地區(qū)使用單個80 MHz信道,而在支持多個80 MHz信道的地區(qū)(美國、歐盟、日本、印度)使用2 個單獨(dú)的80 MHz信道。
對于廣域網(wǎng)的部署(即公共熱點(diǎn)),缺少多個信道(比如中國)必定會加大網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的難度。由于802.1ac標(biāo)準(zhǔn)一直支持回退至公共熱點(diǎn)環(huán)境中可能存在的前代標(biāo)準(zhǔn)(802.11n和802.11g),因此這不應(yīng)被看作是802.1ac技術(shù)的缺點(diǎn)。在用戶的家中或公寓里,一個可用的802.11ac信道對于提供足夠的性能來講綽綽有余,特別是在使用多用戶MIMO的情況下。
802.11ac設(shè)備的測試挑戰(zhàn)
802.11ac給設(shè)備測試提出了多個全新的挑戰(zhàn)。主要挑戰(zhàn)包括:
* 信道帶寬增至802.11n的兩倍至四倍
* 非連續(xù)80+80信道測試
* 要測試更多頻帶——必須測試5 GHz頻帶
* 測試256 QAM調(diào)制方案需要比802.11n中的64 QAM調(diào)制方案更高的精度
* 更高帶寬的頻譜模板測試
帶寬挑戰(zhàn)
802.11ac使用的帶寬比802.11n高兩至四倍。802.11ac能夠采用5 GHz頻帶的關(guān)鍵原因是5GHz頻帶為這些更寬的信道需求提供了更多頻譜,從而能夠傳輸更多的數(shù)據(jù)。

圖3:802.11ac信道帶寬。
這一增長的帶寬幾乎淘汰了以前針對802.11n測試而設(shè)計(jì)的所有測試儀(受限于最多40 MHz的信道)。與802.11n測試儀相比,針對802.11ac測試需求設(shè)計(jì)的測試儀需要2至4倍的采樣速率才能捕獲整個信道帶寬。這樣高的采樣速率意味著需要捕獲2至4倍的數(shù)據(jù)點(diǎn),如果未在數(shù)據(jù)傳輸和處理領(lǐng)域進(jìn)行相關(guān)的改進(jìn)的話,這就會增加數(shù)據(jù)傳輸處理時間。
非連續(xù)信道測試——80+80 MHz信道
非連續(xù)信道配置可以為芯片供應(yīng)商提供最大的靈活性,使他們開發(fā)出的單芯片組可以在提供一個或多個80 MHz信道的國家或地區(qū)使用。非連續(xù)信道的測試給測試設(shè)備帶來了另一個挑戰(zhàn),因?yàn)閮蓚€80 MHz信道可以在頻率上相隔很遠(yuǎn)。比如,就圖2而言,對于一臺在美國使用的設(shè)備,第一個80 MHz信道可能是5210 MHz,第二個80 MHz信道可能是5775 MHz——間隔565 MHz。

圖4:80+80非連續(xù)模式可能的信道配置。
測試設(shè)備的單個矢量信號分析儀(VSA)無法測量這種方案(兩個信道同時傳輸),除非它有645 MHz以上的瞬時帶寬。要想測試設(shè)備既具有能夠進(jìn)行這種測量所需的足夠動態(tài)范圍(由模數(shù)轉(zhuǎn)換器位分辨率決定)和足夠高的采樣速率(1.3 GHz以上),又有比較高的成本效益,這是不可能的。最好的方案是使用并行VSA以不同的信道中心頻率同時捕獲兩種信號。這樣就可以通過更高動態(tài)范圍的模數(shù)轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)成本更低、靈活性更高的解決方案,從而獲得更優(yōu)的信號測量特性,同時在更低的采樣速率下工作,進(jìn)而優(yōu)化成本。
要測試更多頻帶——必須測試5 GHz
802.11ac設(shè)備只在5 GHz頻帶中工作。當(dāng)然,這意味著用來測試802.11ac設(shè)備的任何測試設(shè)備都必須支持5 GHz頻帶。更為重要的是,802.11ac芯片組還支持2.4 GHz頻帶,并支持使用802.11 a/b/g/n等以前的WLAN標(biāo)準(zhǔn),以提供向后兼容性。由于5 GHz頻帶包含更多信道(將近1 GHz頻譜)并且每個標(biāo)準(zhǔn)都有各自獨(dú)有的需要驗(yàn)證的調(diào)制速率和特性,所以這往往會增加測試時間。
全新的調(diào)制技術(shù)——256 QAM
為了實(shí)現(xiàn)更高的頻譜利用率,802.11ac支持使用256 QAM調(diào)制技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)可以提供比802.11n所用的最大的64 QAM調(diào)制技術(shù)多4倍的符號。這就給測試設(shè)備提出了新的要求:現(xiàn)在必須測量更加嚴(yán)格的EVM指標(biāo)——802.11ac中256 QAM調(diào)制方案的EVM指標(biāo)為-32 dB。為了滿足改進(jìn)的EVM指標(biāo),測試設(shè)備需要更好的噪聲性能,因?yàn)?56 QAM調(diào)制方案的更高符號密度對噪聲的耐受能力不如64 QAM。

圖5:802.11n 64 QAM調(diào)制方案與802.11ac 256 QAM調(diào)制方案的對比。
噪聲性能由熱噪聲和相位噪聲決定。相位噪聲性能尤其重要,因?yàn)?02.11ac的工作頻率為5 GHz,而相位噪聲往往會隨著頻率的增加而增加,因此與在2.4 GHz頻率下測試802.11n信號相比,在5 GHz頻率下測試802.11ac信號時,測試設(shè)備具有更高的性能是至關(guān)重要的。
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