WLAN器件开发和网络规划中关键特性测试

WLAN技术带来了新挑战，如何才能有效地消除干扰？WLAN基站和接入点功率管理的效率如何？这些问题必须通过综合测试方案加以解决，本文专门论述了WLAN器件开发和网络规划中关键特性测试的意义和优势。

WLAN技术为半导体芯 片制造商、网络设备制造商(NEM)、业务提供商和网络管理员带来了新挑战，因为那些性能未经测试或未经证明的器件或设备很容易引发网络故障。因此在交付 新的WLAN产品或现场部署WLAN网络之前，需要解决一些特定问题。例如，在2.4GHz射频(RF)范围内，如何才能有效地消除干扰？当移动用户从一 个接入点(AP)移动到另一个接入点时，将会出现哪种类型的漫游切换延迟呢？MAC层和上层安全机制的不同实现将对产品和网络的性能将产生怎样的影响？ WLAN基站和接入点功率管理的效率如何？上述所有问题及传统的端对端性能、延迟和丢包问题都能通过综合测试加以解决。

本文重点介绍WLAN性能测试的重要性及优势，并专门论述了WLAN器件开发和网络规划中关键特性测试的意义和优势。

实际应用中射频传播的标准化建模

WLAN芯片和设备制造商面临的最大挑战是如何利用2.4GHz和5GHz射频信令实现高稳定性和高性能的物理层。尽管 802.11b和 802.11a理论上可以分别达到11Mbps和54Mbps的数据率，但实际应用中，数据率很大程度上取决于物理层接口与射频信道接口特性(如多径衰 落、路径损耗、延迟扩展和对数正态屏蔽)匹配的程度。开发人员和业务提供商必须通过在实验室再现实际的射频损耗才能获得真正意义上的产品性能。由于很难像 双绞线和铜线连接那样再现影响射频传输的环境变量，因此需要解决的问题很多也很复杂。以多径干扰为例，无线电波可被固态物体反射并在原始信号稍作延迟后出 现在无线接入点(WLAN AP)或W-NIC接收器中，这将引发码间干扰并导致信号质量下降。在办公室环境下，一般反射信号延迟为50ns，而生产车间的延迟则达到300ns。可 以采用码间间距调节技术抵消多径干扰的影响，但需要以数据率为代价。此外，当无线电波试图跟踪反射信号及原始信号时，还会出现抖动干扰。

多径衰落仿真器可以复现这类射频特性，即通过在实验室再现实际的射频损耗对待测系统(SUT)进行验证。到射频信道仿真器 和干扰仿真器的连接既可以采用射频隔离室，也可以利用双绞线直接连接到射频损耗仿真器装置。仿真器连接也需要利用射频环行器(circulator)隔离 信号的发送和接收。SUT的性能首先应当在没有损耗的环境下精确测量，一旦建立了基准，就可以通过引入各种信道模型(如JTC或指数衰落Rayleigh 模型)对物理层进行渐进式损耗测试。JTC信道模型的优势在于获得了联合标准委员会的认可，成为无线室内通信标准模型，因此适用于各种WLAN系统的性能 比较。

2.4GHz 射频范围内干扰下的系统性能

射频干扰是指那些影响正常系统操作的不期望干扰射频信号。幅度足够大且在接收器频谱范围内的干扰射频信号完全可以视为在不断 发送数据包的伪802.11基站。这使得合法的802.11基站必须等到干扰信号消失后才能正常发送数据。在拥挤的2.4GHz 范围内尤其需要考虑这个问题，因为微波炉、无线电话、蓝牙器件及其他的非802.11器件都在这里与802.11b器件共享频谱。噪声和干扰仿真器可以在 实验室环境下仿真这些损耗，因此是任何装备齐全的WLAN测试实验室不可或缺的装置。现在，各公司正在为WLAN市场开发标准的WLAN干扰模型，但至今 均未发布产品。

漫游切换延迟和射频速率适配性能的测量

在WLAN用户移动中，接入点首先将通过降低连接速率保证用户在离开服务区后仍能保持连接。之后，如果信号继续在衰落，客户 端可以选择另一个具有更强信号的接入点。可能有人会想当然地以为漫游切换延迟无关紧要，因为他们携带笔记本电脑出行时，往往并不要求在线。但我们也必须考 虑其他一些情形，那时较差的速率适配性能及漫游切换性能将影响无线应用系统的效率。在某些特定应用中，漫游还可能引发接入点的可扩展性问题。不妨设想一下 经常发生在大学校园或大型公司环境下的漫游情形吧。在这两种情况下，发生漫游时接入点需要处理大量的尖峰信号。

在 IEEE 802.11规范中，客户端移动性可以分为以下三类：

1．无切换：无线客户端可能移动也可能不移动，但不会改变连接的接入点。

2．BSS切换：无线客户端在属于相同无线底层架构的多个接入点之间移动。

3．ESS切换：无线客户端在属于不同无线底层架构的多个接入点之间移动。

无线客户改变接入点连接时，任何发