WiFi测试简介
"整体大于其各部分之和"可以毫不迟疑地应用于测试 WiFi 产品的设计上。无线网络物理层和协议层不仅需要单独测试,还要同时测试验证较高层是否能正常运行。这种测试需要很多设备协同工作,包括射频设备和数字设备,共同建立所需测试条件,并测量结果。
还好,射频测试设备供应商已经在所需设备的联合与自动化方面作了不少工作,在 2004 年年中至年底就推出了很多这类产品。Agilent 科技公司创立了 N4010A 无线连接性测试套件,它采用软件模块实现信号分析与矢量分析功能,以及信号产生功能,并构成了一个更完备的射频测试包(图 1)。同样,Anritsu 公司也为自己的频谱分析仪提供软件,将多种 WLAN 射频测试功能组合于一个仪器内。LitePoint 公司则用 IQView 来测试 WiFi 发射机与接收机的功能。该公司还提供 IQWave 软件,用于与仪器一起建立定制的信号波形,以测试有损波形的响应。最近,National Instruments公司 也用一款 PXI 仪器包进入了这个市场,该仪器包带有LabView开发软件以及一个来自 SeaSolve 软件公司的软件包,软件包可以对 WiFi 射频设备进行物理层顺从性测试。
既然已经覆盖了对物理层部分的测试,似乎较高层的测试只需要数字图形发生器和协议分析仪就够了。但 WiFi 复杂的协议要处理网络的动态、空间与移动特性,一台仪器无法用一个纯数字图形模仿所有这些参数。工程师们必须用射频链接对这些参数进行测试,以执行速率自适应功能、隐藏结点检测功能,以及其他与信号强度有关的条件。
这一领域的 WiFi 测试最为困难。为了提供可重复的测试,DUT(待测设备)需要一种可控制的激励。这意味着至少要将待测设备放在一个屏蔽罩内,隔离杂乱信号的干扰。另外,激励信号的强度必须可控,这就涉及到使用可编程衰减的问题。最后,为了仿真一个完整的网络配置,必须要从一个独立源产生多个激励信号。
协议测试
可惜,现有的大多数射频测试仪器都直接用单信号激励 DUT。在多信号环境下对设备的测试则需要使用多台仪器。而协调多台仪器信号建立使用起始聚集的测试设置的可重复测试条件则非常困难。测试的设置需要使用复杂的接线方案,这种方案要对每个信号源作手工调校,再反馈给屏蔽罩内的 DUT;或者要将整个测试配置放在一个法拉第笼内,这是一种可以阻止 EM 场外泄或进入的金属箱,这样才能达到测试的可重复性。
而 WiFi 的移动特性使测试的设置更加复杂。测试必须设法重复 DUT 或激励信号的移动过程,这样才能对设备作彻底检验。Azimuth 系统公司的首席执行官 Ray Cronin 说:"WiFi 的全部意义就在于移动性。你必须拥有能测试移动性对服务质量影响的系统。"
有些公司如 Azimuth公司、Ixia公司 和 VeriWave 公司一直在关注产生多个可控激励信号的方法,以及用可编程衰减来仿真移动性的影响。这些公司已经在生产能提供用于协议分析以及能够协调产生多种测试信号的产品,用于范围很宽的条件下 WLAN 设备的评测。
但各家公司的测试方法也不尽相同。Azimuth 公司的 W 系列测试平台为 DUT 提供了一个屏蔽罩,通过一个电缆系统反馈受控信号(图 2)。测试信号来自一组发生器模块,一台计算机控制着这组模块,规定每个模块的功能,协调信号的活动,并且用可编程衰减器管理射频输出的组合。这样,系统能够在可重复配置环境下模仿多种传输图形和信号条件,包括漫游状态,而无需屏蔽室。
Ixia公司 的 IxWLAN 与 VeriWave公司 的 WaveTest 系统则允许使用电缆方法和开放方法(图 3)。系统可以同步控制多个测试激励设备产生的网络信号,同时控制测试激励设备的发射功率和接收阈值。系统可以用于法拉第笼的电缆配置方式,或者用于开放场的环境。VeriWave 系统还能够捕捉场中的信号,供以后在实验室条件下回放。
这三类系统的一个重要属性是它们的可升级性。它们都能够模仿几十个接入点和数百个站点,从而建立多种测试设置,并且都能实现自动控制。这种方法针对拥挤条件的用户,允许的设计测试可以实现在这样条件下系统的实际安装和系统性能的测试。测试结果可以帮助系统管理员对设备安装作出规划,达到最佳流量。
这些系统的另一个重要属性是它们所能提供的自动化水平。开发团队可以利用供应商提供的软件对这些系统进行配置,从而实现系统使用的一个完整的顺从性测试套件。运行这些测试套件并不提供设计认证,而是让开发团队确信自己的设计会通过认证。
这些协议测试系统还可以在测试期间解决网络问题,从而完成对 WiFi 设备的测试。但它们并不提供对射频参数的测量,尽管 WaveTest 系