確保802.11無線局域網設備的測試
2019-11-05 02:34:25
供稿：網友
生產線上的８０２．１１ 無線局域網設備測試與大多數其它類型通信設備的測試過程非常類似。但針對工作于８０２．１１ａｂｇ 標準產品的物理層測試需要非凡注重ＩＥＥＥ規范的許多細節，非凡是用于測試的各種參數。為幫助把ＷＬＡＮ設備的非凡測試問題歸類，我們需要回顧測試過程，綜合考慮如何以可承受的費用和可接受的時間得到所需要的結果。
這里的討論把無線模塊定義為具有一個ＲＦ接口和一個至主設備接口的模塊，該主設備包含控制模塊工作的驅動程序軟件。典型例子包括 基于ＰＣＭＣＩＡ模塊，ｍｉｎｉ－ ＰＣＩ 卡，ＵＳＢ卡和開始出現的加密數字卡。雖然這些模塊的元件部份可能最終集成至主產品中（這將改變測試配置），但基本測試仍然是適用的。
在ＷｉＦｉ 測試環境中，第一步是選擇測量方法。有兩種主要選擇：基于所謂 “參考設備（ｇｏｌｄｅｎ ｒａｄｉｏ）”的測試系統和基于標準測試設備的測試系統。這兩種系統在復雜程度、性能和設備價格上有各自的優點和缺點。此外，所選測試系統的體系結構也將影響吞吐率、測試極限容限、測試范圍，以及測試系統適應新設計的靈活性。
由于參考設備實質上是另一種 ＷＬＡＮ 產品 ，來自待測試的某ＷＬＡＮ產品制造商，因此參考設備法通常只適用于測試單一制造商的設備。它可用于產生評估待測件ＤＵＴ接收器的ＲＦ信號，以及為進行發射器誤包率測試而恢復來自待測件的數據。參比無線電非凡適合與不同制造商產品所需要的ＲＦ連接和測試信號。發送至待測件的ＲＦ信號必須首先饋送至外部步進衰減器和其它連接。
參考設備必須放在具有ＲＦ屏蔽的箱體內，并且不能有從參考設備通過旁路外部衰減器至 ＤＵＴ的射頻泄漏，以保證得到可重復的結果。通常可在測試裝置中使用頻譜分析儀和功率計。由于使用參考設備的接收器恢復信號，因此其性能對測試結果有很大影響。用帶有外部衰減器的參考設備發射器作為測試源，來測量待測件的接收器靈敏度。在制造流程的前段可能難以分離參考設備和 待測件間的測試問題。
另一種方法是用標準信號發生器產生用于待測件 接收器測試的ＲＦ信號。通過調整儀器固件增添新的調制制式，該固件建造于知名的射頻和調制器平臺。把參考設備基帶信號饋送至信號發生器，如Ａｇｉｌｅｎｔ ＥＳＧ系列的調制輸入，即可產生各種各樣的信號。這樣做能消除射頻變化所造成的不確定度。雖然設備有能力分析２０ＭＨｚ或更寬帶寬的信號，但最近才實際可行，而且價格也相對較高，它在所能測試的設備和技術中具有相當大的靈活性。其結果是現在的測試能夠不依靠廠商的參考設備，系統也不限于只能測某一廠商的設備。
測試分二階段（電路板級測試和最終測試）進行。電路板測試的主要任務是無線電調整（校準）和參數測試。ＤＵＴ裝入主產品后就不可能再進行需要接入測試點的無線電調整。因此參數測試應在總裝前進行，以減少對不良性能單元代價高昂的返工和調整。參數測試用于確定設備是否達到規定的性能極限，提供監視生產流程變動后果的數據。通常在設備上有專門的測試控制接口，使測試人員能將設備置于測試模式，讓電路板測試系統進行測量。
電路板測試的通常步驟是首先進行基本直流電流測量，以確保設備工作正常（也就是沒有短路和開路），然后加載測試所需的固件或代碼。接著進行無線電調整，包括晶體振蕩器調諧、輸出功率調整和接收信號強度校準。繼之是參數測試，把ＭＡＣ地址和無線電調整參數加載到閃存。
最終測試的一般步驟通常圍繞對ＤＵＴ眾多功能的實際評估。最終測試可重現設備的真實使用條件，通過檢查確保組裝過程中沒有任何損壞。假如仔細地構造測試，它就能成為各種硬件缺陷的有效過濾器，包括軟件變化引起的缺陷，從而提高性能或調整設備的工作狀態。
在制造過程的這一階段，ＤＵＴ已裝入機箱。有些 ＷＬＡＮ 設備與ＲＦ路徑有線纜連接，而另一些設備則需要耦合ＲＦ信號，這意味著要用單獨的天線連接測試設備。現有產品通常能接入特定的測試輸入。但隨著ＷＬＡＮ 主產品具備更多的功能，增加至任何特定測試輸入的接入可能變得非常困難，甚至不可能實現。將使用非接觸的信號耦合，也需為主設備規定專門的軟件測試功能。
測試ＷＬＡＮ設備的各種能力是基本要求。ＷＬＡＮ設備用一對天線作分集接收，有時也用作傳輸。為進行這項測試，控制器必須有選擇 ＤＵＴ上有效天線的方法，這可由ＤＵＴ 的內部開關實現。因此控制器應能配置 ＤＵＴ，以選擇其中某一天線。并可將其用于相對功率測量。
為進行接收器測試，重要的是須將可能泄漏至ＤＵＴ，或從ＤＵＴ泄漏的有害ＲＦ能量減到最小。這種有害ＲＦ能量的來源是四周環境（空中ＲＦ鏈接）和至ＤＵＴ信號線的ＲＦ耦合。因此必須屏蔽ＤＵＴ電纜和其它任何電纜。否則將會產生性能變化，從而難以判定特定ＤＵＴ的性能是否能被接受。
目前使用著有限種類的主設備接口。最常用的是ＰＣ卡。這些高速數字接口對信號路徑的改變（如反射、分布電容和增加的電氣長度）非常敏感。這在把信號傳送至ＤＵＴ ，并保持測試的ＲＦ屏蔽環境時可能會有問題。Ａｇｉｌｅｎｔ可提供解決這些問題的測試夾具。
校準包括保存用外部設備測量所得到的 ＤＵＴ 數據。校準過程提供所需要的絕對精度，以及ＤＵＴ與許多其它制造商所供設備一道工作所需要的傳輸功率，在校準期間，通常可把參數調整到盡可能接近其理想值，從而改善容限和產出。
在ＰＣ上運行測試執行程序，通過數字接口控制 ＤＵＴ，通過 ＧＰＩＢ 或ＬＡＮ控制測試設備。假如測試配置中包括參考設備，則通常會需要第二臺ＰＣ。由ＩＣ廠商提供的特定器件驅動程序需加載至ＰＣ，從而使用戶能產生特定測試所需要的信號。將ＤＵＴ放入有屏蔽的ＲＦ夾具，以保證來自鄰近線纜的干擾不會影響測量結果。
假如同時使用功率計和頻譜分析儀，就能得到最高的測量精度。寬帶測量可實現對ＤＵＴ的更全面測試，包括對突發信號的可跟蹤調制分析和功率／頻率測量。由于無線電的動態性能會隨元件和工藝的時間變化而降級，因此后者變得尤為重要。
測試裝置中可使用６ＧＨｚ矢量信號分析儀，如Ａｇｉｌｅｎｔ ８９６４１Ａ；信號發生器可用作接收器測試中的本振和信號源。用 Ａｇｉｌｅｎｔ ＥＳＧ 信號發生器作為“低端”ＬＯ，其頻率低于 ＤＵＴ，混頻器把輸入信號下變頻至 ７０ＭＨｚ。這適合于較低價格８９６１１Ａ矢量信號分析儀的固定輸入頻率。在進行接收器測試時， ＥＳＧ 信號路徑被切換至 ＤＵＴ，此時也可改變調制和ＲＦ電平。
把ＤＵＴ 配置為接收來自射頻源的數據包。假如使用參考設備（連同第二臺ＰＣ及內部ＲＦ部件），它就代替了信號發生器。Ａｇｉｌｅｎｔ ＥＳＧ有許多提供適宜包的方法。信號產生器可確保對測試信號電平的嚴格控制。運行廠商提供的軟件記錄ＤＵＴ恢復包的數量及失敗數量，然后計算ＰＥＲ（誤包率）。
某些發射器和接收器測試被歸并在初始的生產測試計劃中，以幫助制定產品規范，或為生產線增加對產品的信心。但隨著生產線的成熟，就不再需要這些測試，或為增加吞吐率而把這些測試從測試計劃中刪除。更改設計的測試包括功率對時間、峰功率、帶外寄生輻射、諧波、頻譜平坦度和中心頻率泄漏。
