“Wi-Fi” 一詞主要來源于Wi-Fi技術(shù)聯(lián)盟,其單詞來源于“wireless”(無線)和“fidelity”(保真度)兩個(gè)單詞。其主要基于 IEEE 802.11的一系列無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn),通過執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建起常用的無線局域網(wǎng)連接方式。
Wi-Fi以IEEE 802.11為標(biāo)準(zhǔn),Wi-Fi聯(lián)盟在2018年起發(fā)起了“Generational Wi-Fi” 推廣計(jì)劃, 基于主要的家用和商業(yè)Wi-Fi技術(shù)(物理層版本),引入了更容易讓消費(fèi)者明白且方便記憶的“Wi-Fi世代名稱”,格式為“Wi-Fi”后面增加一個(gè)整數(shù)代表世代,并且鼓勵(lì)行業(yè)使用世代名稱作為行業(yè)術(shù)語。該項(xiàng)世代名稱最早用于命名了Wi-Fi 6(802.11ax),同時(shí)Wi-Fi 聯(lián)盟也重新命名了 Wi-Fi 4 和 Wi-Fi 5,對(duì)應(yīng)物理層技術(shù)分別為 802.11n 和 802.11ac。
世代名稱 | IEEE 標(biāo)準(zhǔn) | 最大速率(Mbps) | 上市時(shí)間 | 頻率(GHz) |
Wi-Fi 7 | 802.11be | 40000 | 待定 | 2.4/5/6 |
Wi-Fi 6E | 802.11ax | 600~9608 | 2020 | 2.4/5/6 |
Wi-Fi 6 | 2019 | 2.4/5 | ||
Wi-Fi 5 | 802.11ac | 433~6933 | 2014 | 5 |
Wi-Fi 4 | 802.11n | 72~600 | 2008 | 2.4/5 |
802.11g | 6~54 | 2003 | 2.4 | |
802.11a | 6~54 | 1999 | 5 | |
802.11b | 1~11 | 1999 | 2.4 | |
802.11 | 1~2 | 1997 | 2.4 |
除了家庭和辦公室中常用接觸的IEEE 802.11a/b/g/n/ax 等通用 Wi-Fi 世代之外,基于802.11無線局域網(wǎng)還衍生出多種用于其他方式的無線局域網(wǎng):
802.11p/bd:提供V2X(汽車與設(shè)備)之間連接的各種連接。
802.11af/ah:該標(biāo)準(zhǔn)使用1GHz以下未被占用的電視頻譜進(jìn)行無線傳輸,也被稱為“超級(jí)Wi-Fi”或“White-Fi”,速率較低但是可以覆蓋更遠(yuǎn)范圍,提供了一種物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域連接方式。
802.11ad/ay:用于室內(nèi)高速數(shù)據(jù)傳輸,如4K視頻流實(shí)時(shí)傳輸,主要工作頻率在微波頻段,可以提供極高的帶寬。
802.11a/b/g是Wi-Fi技術(shù)中較早投入使用的技術(shù),為設(shè)備提供了最大54 Mbit/s 的傳輸速率,為剛剛興起的智能設(shè)備提供了一個(gè)較可靠的網(wǎng)絡(luò)連接。
802.11b是最早投入使用的實(shí)用Wi-Fi技術(shù),工作在2.4GHz(2.400~2.483GHz)ISM頻段上,其物理層的調(diào)制方式為CCK(補(bǔ)碼鍵控)的DSSS(直接序列擴(kuò)展),編碼方式使用DBPSK。其速率具有1/2/5.5/11 Mbps多種。
802.11a則是使用了不那么擁擠的5GHz頻段,并開始采用OFDM(正交頻分復(fù)用)作為物理調(diào)制方式,提高了同樣20MHz帶寬范圍下的傳輸速率,最高階編碼方式可以支持到64QAM,速率達(dá)到54Mbps,但是由于功率和技術(shù)的不成熟,較容易受到干擾而且傳輸距離較短。
802.11g是在802.11b的基礎(chǔ)上,使用了類似802.11a的OFDM技術(shù),在2.4GHz頻段上進(jìn)行傳輸,最高階編碼方式可以支持到64QAM,速率達(dá)到54Mbps。
OFDM技術(shù)是一種多載波調(diào)制技術(shù),核心思想是將較寬的頻率載波范圍劃分成為多個(gè)較小的子載波頻段,而每個(gè)子載波在調(diào)制時(shí),一個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)內(nèi)均具有整數(shù)個(gè)波形,并形成正交關(guān)系。通過子載波的正交,可以較好地壓縮子載波間的間隔,提升帶寬內(nèi)子載波的數(shù)量。解調(diào)時(shí),由于子載波間正交,解調(diào)后的結(jié)果不存在串?dāng)_,可以還原出來需要的信息。因此OFDM很快就取代了DSSS技術(shù),成為了主流的無線通信復(fù)用方式。
Wi-Fi 4 主要目標(biāo)是改善無線局域網(wǎng)流量的不足。通過提升子載波數(shù)量(48→52)、增加編碼比率(3/4→5/6)、更短的保護(hù)間隔(800ns→400ns)、更寬的信道(20MHz→40MHz)、更多的空間流(單空間→4*4MIMO)等提升,相比802.11a/g提供了更高的速率,同時(shí)向下兼容802.11a/b/g,在2.4GHz和5GHz兩個(gè)頻段上使用,最大帶寬達(dá)到600Mbps,為高速傳輸提供了更多的能力。
MIMO技術(shù)是使用多天線發(fā)送和接收信號(hào)的技術(shù),可以有效提高系統(tǒng)容量、覆蓋范圍和信噪比。通常講的M×N MIMO是指發(fā)送端有M個(gè)天線,接收端有N個(gè)天線。MIMO含兩種關(guān)鍵技術(shù):空間分集(同一個(gè)數(shù)據(jù)流不同的發(fā)送天線,提高傳輸可靠性)、空分復(fù)用(一個(gè)數(shù)據(jù)流拆分成兩份分別發(fā)送,提高傳輸數(shù)據(jù)量)。MIMO一般指的是單個(gè)AP和單個(gè)station下多發(fā)多收,但隨著發(fā)展也演化出不同的版本。
Wi-Fi 5 主要目標(biāo)是仍然是提高帶寬,為超大信號(hào)(Gbps級(jí)別)的傳輸提供傳輸?shù)目赡苄浴?/p>
Wi-Fi 6 主要目標(biāo)是讓W(xué)i-Fi適應(yīng)密集型的場(chǎng)景,比如數(shù)十臺(tái)終端同時(shí)與一個(gè)無線接入點(diǎn)(AP)無線電通信。
Wi-Fi 6E 最主要的增強(qiáng),就是引入了6GHz頻段范圍,其頻率覆蓋從5925MHz至7125MHz,共計(jì)1200MHz范圍,可以額外提供7個(gè)160MHz信道用于傳輸。對(duì)于提升現(xiàn)階段擁擠情況具有非常重大的意義。
但目前各國(guó)對(duì)于 Wi-Fi 6E 仍處于關(guān)注或者是初步調(diào)研的階段,同時(shí)也只有較少的設(shè)備支持 Wi-Fi 6E 的 6GHz頻段(如英特爾? Wi-Fi 6E AX210 無線網(wǎng)卡),中國(guó)目前也尚未公布對(duì)該頻段的支持。但作為技術(shù)的前沿,具有非常重要的發(fā)展意義。
Wi-Fi 7 主要目標(biāo)是進(jìn)一步提高傳輸速率(30Gbps)和更低時(shí)延,為4K/8K 視頻、VR/AR、云計(jì)算等超高流量方面的應(yīng)用提供支持。目前 Wi-Fi 7 仍處于草稿階段,預(yù)計(jì)于 2022年底推出標(biāo)準(zhǔn)。
Wi-Fi 作為一種無線傳輸方式,需要對(duì)其射頻質(zhì)量進(jìn)行測(cè)量,以確保射頻傳播質(zhì)量能達(dá)到要求。
針對(duì)目前已經(jīng)商用的 802.11a/b/g/n/ac,國(guó)內(nèi)可參照YD/T 3168-2016 《公眾無線局域網(wǎng)設(shè)備射頻指標(biāo)技術(shù)要求和測(cè)試方法》開展測(cè)試。
針對(duì)目前已經(jīng)開始投入商用的 802.11ax,國(guó)內(nèi)暫無可參考標(biāo)準(zhǔn),需要額外根據(jù)新特性(OFDMA、MIMO)補(bǔ)充以下測(cè)試項(xiàng)目:
羅德與施瓦茨針對(duì) WLAN 提供了廣泛的測(cè)試與測(cè)量設(shè)備。還包括信號(hào)分析帶寬達(dá) 160 MHz 的信號(hào)與頻譜分析儀,該分析儀是寬帶技術(shù)和無線連接測(cè)試儀的理想之選,可提供快速準(zhǔn)確的 WLAN 射頻和端到端數(shù)據(jù)測(cè)試。
羅德與施瓦茨的FSV3000/FSVA3000 和 FSW 系列頻譜儀可提供802.11a/b/g/n/ac/ax/be 全系列 Wi-Fi 測(cè)量應(yīng)用 。該測(cè)試應(yīng)用可基于PPUD識(shí)別MCS情況并進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量,得到接收機(jī)多種參數(shù),如EVM、星座圖、上升/下降時(shí)間等,一鍵即可測(cè)量得到發(fā)射機(jī)射頻參數(shù)性能。
VSE軟件是基于PC對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析的軟件。通過連接FSW、FSVA3000 或者 NRQ 6 選頻功率探頭等儀器或者分析IQ數(shù)據(jù)文件,可實(shí)現(xiàn)在PC上隨時(shí)分析您的Wi-Fi發(fā)射機(jī)性能。
羅德與施瓦茨的CMW系列無線綜測(cè)儀可提供802.11a/b/g/n/ac/ax 全系列 Wi-Fi 接收機(jī)和發(fā)射機(jī)的全套射頻測(cè)量。CMW500同時(shí)也支持其他蜂窩通信測(cè)試。CMW 500/270 可支持使用信令模式連接設(shè)備,模擬真實(shí)的AP/station連接,無需另外操作設(shè)備進(jìn)入測(cè)試模式,在研發(fā)階段提供簡(jiǎn)單易上手的測(cè)試體驗(yàn)。同時(shí)也支持使用非信令模式對(duì)設(shè)備進(jìn)行測(cè)試。
羅德與施瓦茨的CMP180非信令無線綜測(cè)儀無線電通信測(cè)試儀是面向未來的非信令測(cè)試解決方案,可在研發(fā)、驗(yàn)證和生產(chǎn)中用于無線設(shè)備測(cè)試。此測(cè)試儀具有先進(jìn)的頻率、帶寬和射頻功能,最高8GHz頻率和最大320MHz帶寬能夠支持測(cè)試 Wi-Fi 6E、Wi-Fi 7、5G NR FR1 等多種全新無線技術(shù)。此外,矢量信號(hào)分析儀 (2 x VSA)、矢量信號(hào)發(fā)生器 (2 x VSG) 和射頻端口 (2 x 8) 數(shù)量翻倍,能夠通過 VSA/VSG 一體化測(cè)試儀同時(shí)測(cè)量技術(shù)和設(shè)備。配合集成式用戶界面 CMsquare,可快速完成配置,提供優(yōu)秀的測(cè)試體驗(yàn)
羅德與施瓦茨的CMW100非信令無線綜測(cè)儀可提供802.11a/b/g/n/ac/ax 全系列 Wi-Fi 接收機(jī)和發(fā)射機(jī)的全套非信令射頻測(cè)量,同時(shí)也支持其他蜂窩通信測(cè)試。CMW100帶有一個(gè)射頻發(fā)射機(jī)和一個(gè)射頻接收機(jī),最大帶寬160MHz,并分路成 8路 射頻端口,可實(shí)現(xiàn)一拖八并行產(chǎn)線測(cè)試,大幅節(jié)省時(shí)間。
羅德與施瓦茨的SMW200A 雙通道矢量信號(hào)發(fā)生器是目前頂尖的矢量信號(hào)發(fā)生器,符合所有主要數(shù)字通信標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)生成,包含802.11a/b/g/n/ac/ax/be 全部 Wi-Fi 信號(hào)。通過使用數(shù)字 I/Q和 SGT100A 緊湊型矢量信號(hào)發(fā)生器連接,可實(shí)現(xiàn)最大輸出 8x8 MIMO信號(hào),并支持內(nèi)嵌衰落模擬器,滿足對(duì)多天線設(shè)備的測(cè)試要求。
羅德與施瓦茨的SMCV100B 矢量信號(hào)發(fā)生器是小型矢量信號(hào)發(fā)生器,可滿足7.125GHz 頻段、240MHz 帶寬內(nèi) 802.11a/b/g/n/ac/ax/be Wi-Fi 信號(hào)測(cè)試。通過 WinIQsim2 軟件,可靈活控制輸出波形,實(shí)現(xiàn)對(duì) Wi-Fi 信號(hào)低成本的研究測(cè)試。
羅德與施瓦茨TS8997 無線測(cè)量系統(tǒng),是市場(chǎng)領(lǐng)先的自動(dòng)化監(jiān)管測(cè)試系統(tǒng),可根據(jù)ETSI 和 FCC標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行監(jiān)管測(cè)試:
系統(tǒng)支持自動(dòng)測(cè)試最高7.5 GHz ISM 頻段設(shè)備,如802.11a/b/g/n/ac、Bluetooth、IoT設(shè)備、無線視頻傳輸、無線遠(yuǎn)程控制設(shè)備等。
控制軟件切換系統(tǒng)儀器的路徑并進(jìn)行遠(yuǎn)程控制,能夠針對(duì)不同的測(cè)試用例自動(dòng)執(zhí)行測(cè)量。系統(tǒng)自動(dòng)評(píng)估結(jié)果并生成報(bào)告,確保快速完成測(cè)量。
在Wi-Fi 實(shí)際使用過程中,障礙物、人員移動(dòng)等干擾因素會(huì)導(dǎo)致 Wi-Fi 信號(hào)在真實(shí)的3D世界中具有更大的復(fù)雜性。為了在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)仿真真實(shí)世界的復(fù)雜信道環(huán)境,推薦使用信道仿真器,對(duì)真實(shí)世界的衰落、多徑等因素進(jìn)行模擬。
思博倫Vertex信道仿真器是業(yè)界 可擴(kuò)展性最佳的信道仿真器平臺(tái) ,用于精確地模擬復(fù)雜的信號(hào)衰落對(duì)無線傳輸?shù)挠绊憽?Vertex信道仿真器創(chuàng)新地采用了全模塊化的射頻前端和信號(hào)處理單元結(jié)構(gòu),在6U 的機(jī)架內(nèi)全面滿足從SISO,2x2 MIMO的低信道密度測(cè)試需求,到 MIMO beamforming,MIMO OTA,載波聚合,Massive MIMO和AAS等高信道密度測(cè)試需求。通過嵌入 Wi-Fi 信道,可實(shí)現(xiàn)最多4組2x2雙向MIMO 或 16x16單向獨(dú)立信道模型。
由于部署 Wi-Fi 時(shí),現(xiàn)場(chǎng)會(huì)出現(xiàn)不同情況下的干擾和數(shù)據(jù)傳輸不正確等情況。為了高效分析數(shù)據(jù)流和協(xié)議情況,可以使用無線協(xié)議分析儀,通過空口對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集測(cè)試。
TeledyneLeCroy的前線X500無線協(xié)議分析儀是為無線產(chǎn)品開發(fā)者提供的一個(gè)強(qiáng)大的一個(gè)盒子測(cè)試解決方案。X500支持在一個(gè)時(shí)間相關(guān)的共存視圖中同時(shí)捕獲和解碼藍(lán)牙?基本速率(BR)、增強(qiáng)數(shù)據(jù)速率(EDR)、低能耗(LE)、Wi-Fi5/6/6E、Zigbee、線程和有線技術(shù)。
結(jié)合TeledyneLeCroy的無線協(xié)議套件軟件,X500為復(fù)雜的多技術(shù)測(cè)試環(huán)境提供了無與倫比的捕獲性能,包括對(duì)最新Wi-Fi技術(shù)的市場(chǎng)領(lǐng)先支持。
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廣州綠測(cè)電子科技有限公司(簡(jiǎn)稱:綠測(cè)科技)成立于2015年11月,是一家專注于耕耘測(cè)試與測(cè)量行業(yè)的技術(shù)開發(fā)公司。綠測(cè)科技以“工程師的測(cè)試管家”的理念向廣大客戶提供專業(yè)的管家服務(wù)。綠測(cè)科技的研發(fā)部及工廠設(shè)立于廣州番禺區(qū),隨著公司業(yè)務(wù)的發(fā)展,先后在廣西南寧、深圳、廣州南沙、香港等地設(shè)立了機(jī)構(gòu)。綠測(cè)科技經(jīng)過深耕測(cè)試與測(cè)量領(lǐng)域多年,組建了一支經(jīng)驗(yàn)豐富的團(tuán)隊(duì),可為廣大客戶提供品質(zhì)過硬的產(chǎn)品及測(cè)試技術(shù)服務(wù)等支持。
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