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無(wú)線網(wǎng)WLAN器件開(kāi)發(fā)和網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中關(guān)鍵特性測(cè)試

云知道

WLAN技術(shù)帶來(lái)了新挑戰(zhàn)，如何才能有效地消除干擾？WLAN基站和接入點(diǎn)功率治理的效率如何？這些問(wèn)題必須通過(guò)綜合測(cè)試方案加以解決，本文專門(mén)論述了WLAN器件開(kāi)發(fā)和網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中要害特性測(cè)試的意義和優(yōu)勢(shì) 。
WLAN技術(shù)為半導(dǎo)體芯片制造商、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造商(NEM)、業(yè)務(wù)提供商和網(wǎng)絡(luò)治理員帶來(lái)了新挑戰(zhàn)，因?yàn)槟切┬阅芪唇?jīng)測(cè)試或未經(jīng)證實(shí)的器件或設(shè)備很輕易引發(fā)網(wǎng)絡(luò)故障 。因此在交付新的WLAN產(chǎn)品或現(xiàn)場(chǎng)部署WLAN網(wǎng)絡(luò)之前，需要解決一些特定問(wèn)題 。例如，在2.4GHz射頻(RF)范圍內(nèi)，如何才能有效地消除干擾？當(dāng)移動(dòng)用戶從一個(gè)接入點(diǎn)(AP)移動(dòng)到另一個(gè)接入點(diǎn)時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)哪種類型的漫游切換延遲呢？MAC層和上層安全機(jī)制的不同實(shí)現(xiàn)將對(duì)產(chǎn)品和網(wǎng)絡(luò)的性能將產(chǎn)生怎樣的影響？WLAN基站和接入點(diǎn)功率治理的效率如何？上述所有問(wèn)題及傳統(tǒng)的端對(duì)端性能、延遲和丟包問(wèn)題都能通過(guò)綜合測(cè)試加以解決 。
本文重點(diǎn)介紹WLAN性能測(cè)試的重要性及優(yōu)勢(shì)，并專門(mén)論述了WLAN器件開(kāi)發(fā)和網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中要害特性測(cè)試的意義和優(yōu)勢(shì) 。
實(shí)際應(yīng)用中射頻傳播的標(biāo)準(zhǔn)化建模
WLAN芯片和設(shè)備制造商面臨的最大挑戰(zhàn)是如何利用2.4GHz和5GHz射頻信令實(shí)現(xiàn)高穩(wěn)定性和高性能的物理層 。盡管802.11b和 802.11a理論上可以分別達(dá)到11Mbps和54Mbps的數(shù)據(jù)率，但實(shí)際應(yīng)用中，數(shù)據(jù)率很大程度上取決于物理層接口與射頻信道接口特性(如多徑衰落、路徑損耗、延遲擴(kuò)展和對(duì)數(shù)正態(tài)屏蔽)匹配的程度 。開(kāi)發(fā)人員和業(yè)務(wù)提供商必須通過(guò)在實(shí)驗(yàn)室再現(xiàn)實(shí)際的射頻損耗才能獲得真正意義上的產(chǎn)品性能 。由于很難像雙絞線和銅線連接那樣再現(xiàn)影響射頻傳輸?shù)沫h(huán)境變量，因此需要解決的問(wèn)題很多也很復(fù)雜 。以多徑干擾為例，無(wú)線電波可被固態(tài)物體反射并在原始信號(hào)稍作延遲后出現(xiàn)在無(wú)線接入點(diǎn)(WLAN AP)或W-NIC接收器中，這將引發(fā)碼間干擾并導(dǎo)致信號(hào)質(zhì)量下降 。在辦公室環(huán)境下，一般反射信號(hào)延遲為50ns，而生產(chǎn)車(chē)間的延遲則達(dá)到300ns ?？梢圆捎么a間間距調(diào)節(jié)技術(shù)抵消多徑干擾的影響，但需要以數(shù)據(jù)率為代價(jià) 。此外，當(dāng)無(wú)線電波試圖跟蹤反射信號(hào)及原始信號(hào)時(shí)，還會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)干擾 。
多徑衰落仿真器可以復(fù)現(xiàn)這類射頻特性，即通過(guò)在實(shí)驗(yàn)室再現(xiàn)實(shí)際的射頻損耗對(duì)待測(cè)系統(tǒng)(SUT)進(jìn)行驗(yàn)證 。到射頻信道仿真器和干擾仿真器的連接既可以采用射頻隔離室，也可以利用雙絞線直接連接到射頻損耗仿真器裝置 。仿真器連接也需要利用射頻環(huán)行器(circulator)隔離信號(hào)的發(fā)送和接收 。SUT的性能首先應(yīng)當(dāng)在沒(méi)有損耗的環(huán)境下精確測(cè)量，一旦建立了基準(zhǔn)，就可以通過(guò)引入各種信道模型(如JTC或指數(shù)衰落Rayleigh模型)對(duì)物理層進(jìn)行漸進(jìn)式損耗測(cè)試 。JTC信道模型的優(yōu)勢(shì)在于獲得了聯(lián)合標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)的認(rèn)可，成為無(wú)線室內(nèi)通信標(biāo)準(zhǔn)模型，因此適用于各種WLAN系統(tǒng)的性能比較 。
2.4GHz 射頻范圍內(nèi)干擾下的系統(tǒng)性能
射頻干擾是指那些影響正常系統(tǒng)操作的不期望干擾射頻信號(hào) 。幅度足夠大且在接收器頻譜范圍內(nèi)的干擾射頻信號(hào)完全可以視為在不斷發(fā)送數(shù)據(jù)包的偽802.11基站 。這使得合法的802.11基站必須等到干擾信號(hào)消失后才能正常發(fā)送數(shù)據(jù) 。在擁擠的2.4GHz 范圍內(nèi)尤其需要考慮這個(gè)問(wèn)題，因?yàn)槲⒉t、無(wú)線電話、藍(lán)牙器件及其他的非802.11器件都在這里與802.11b器件共享頻譜 。噪聲和干擾仿真器可以在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下仿真這些損耗，因此是任何裝備齊全的WLAN測(cè)試實(shí)驗(yàn)室不可或缺的裝置 。現(xiàn)在，各公司正在為WLAN市場(chǎng)開(kāi)發(fā)標(biāo)準(zhǔn)的WLAN干擾模型，但至今均未發(fā)布產(chǎn)品 。
漫游切換延遲和射頻速率適配性能的測(cè)量
在WLAN用戶移動(dòng)中，接入點(diǎn)首先將通過(guò)降低連接速率保證用戶在離開(kāi)服務(wù)區(qū)后仍能保持連接 。之后，假如信號(hào)繼續(xù)在衰落，客戶端可以選擇另一個(gè)具有更強(qiáng)信號(hào)的接入點(diǎn) ?？赡苡腥藭?huì)想當(dāng)然地以為漫游切換延遲無(wú)關(guān)緊要，因?yàn)樗麄償y帶筆記本電腦出行時(shí)，往往并不要求在線 。但我們也必須考慮其他一些情形，那時(shí)較差的速率適配性能及漫游切換性能將影響無(wú)線應(yīng)用系統(tǒng)的效率 。在某些特定應(yīng)用中，漫游還可能引發(fā)接入點(diǎn)的可擴(kuò)展性問(wèn)題 。不妨設(shè)想一下經(jīng)常發(fā)生在大學(xué)校園或大型公司環(huán)境下的漫游情形吧 。在這兩種情況下，發(fā)生漫游時(shí)接入點(diǎn)需要處理大量的尖峰信號(hào) 。

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