WiFi模塊測試方案

1、1 WiFi 的測試項目 和 解決方案 2 目 錄 1.802.11協(xié)議要求的測試項目 2.研發(fā)測試項目&LITEPOINT解決方案 3.生產(chǎn)測試項目&LITEPOINT解決方案 4.終端成品測試項目&LITEPOINT解決方案 3 802.11協(xié)議 要求的測試 項目 研發(fā)的解決 方案 終端成品的 解決方案 生產(chǎn)的解決 方案 4 802.11協(xié)議要求的測試項目 各項目詳細指標要求請見： WIFI測試標準（參考）.xls 各項目詳細指標要求請見： WIFI測試標準（參考）.xls 5 802.11協(xié)議 要求的測試 項目 研發(fā)的解決 方案 終端成品的 解決方案 生產(chǎn)的解決 方案 6 研發(fā)測試項目

2、發(fā)射測試項目發(fā)射測試項目 發(fā)射功率 RF Power 矢量誤差 EVM（調(diào)制精度）/ 星座圖 頻率誤差 Frequency Error 頻譜模板 Spectrum Mask 載波抑制 Suppression （CCDF） 頻譜平坦度 Spectral Flatness 相位噪聲 Phase Noise 本振泄漏 LO（DC） Leakage 功率上升沿時間 Power On Ramp 功率下降沿時間 Power Down Ramp 接收測試項目接收測試項目 接收靈敏度/誤包率（PER） 7 LITEPOINTLITEPOINT研發(fā)測試方案研發(fā)測試方案 網(wǎng)線網(wǎng)線 IQView 產(chǎn)品 產(chǎn)品 軟件

3、驅(qū)動 儀器軟件 IQSignal PC 屏蔽箱屏蔽箱 衰減器衰減器 RF輸出 RF輸入 8 DUT RF1 RF4 DUT Control Interface IQsignal for MiMo IQnxn Control Interface IQnxn 9 研發(fā)測試軟件IQsignal 發(fā)射測試過程：電腦控制產(chǎn)品發(fā)射信號，IQsignal軟件接收并分析信號 10 信號波形 頻譜圖 單次功率 結(jié)果 平均功率 結(jié)果 發(fā)射參數(shù)發(fā)射參數(shù)功率功率 / / 頻譜圖頻譜圖 不同產(chǎn)品發(fā)出的 功率不一樣。一 般在12-20dBm 之間 11 IQ星座圖-反映EVM指標好壞 EVM- 矢量誤差 EVM指標要求

4、發(fā)射參數(shù)發(fā)射參數(shù) EVM / EVM / 星座圖星座圖 紅點越集中，代表EVM指標 越好。紅點發(fā)散代表EVM較 差，發(fā)射信號的質(zhì)量則較差 12 IQ constellation diagram IQ星座圖星座圖 BPSK 10 QPSK 16QAM 相位: 0 = 1 180 = 0 1 bit only 2 bit 4 bit 6 bit 13 000101 調(diào)制 I(t) = sine wave Q(t) = cosine wave 000101 的座標是的座標是 4 + 3i 4*sine() 3*cos() Phase difference: 90deg Transmitter Rec

5、eiver Q I 3 4 3.5 2.5 I(t)=3.5sin(t) Q(t)=2.5cos(t) 3.5+2.5i 誤判為誤判為 000111 EVM 我們要傳送我們要傳送 解調(diào) 14 EVM (Error Vector Magnitude) 增益匹配 相位噪聲 群時延 頻率誤差 抑制 EVM IQ星座圖 IQ星座圖 EVM vs 子載波 頻率誤差 vs. time CCDF These diagrams will allow us to observe the “problems”. 這些圖表可以幫助我們發(fā)現(xiàn)問題 如果測得如果測得EVM較差，如何發(fā)現(xiàn)問題所在？較差，如何發(fā)現(xiàn)問題所在？

6、15 增益不匹配增益不匹配 That affects EVM 1 Gain mismatch 原因原因: PCB板上傳送I&Q信號的電路元件有故障（比如電容、電感） 狀況狀況: 基準點（綠點）水平方向發(fā)散 Diagram: IQ Diagram 16 相位噪聲相位噪聲 That affects EVM 2 狀況狀況: - 基準點（綠點）垂直方向發(fā)散 - 星座上的點呈圓狀 Diagram: IQ Diagram 原因原因: 有雜訊的電壓控制晶振 晶振問題 電源噪聲 屏蔽有問題 17 群時延群時延 That affects EVM 3 Group delay between I & Q signa

7、ls 原因原因: PCB線路長度有問題（太長） Normal Diagram: EVM vs. sub carrier 18 頻率誤差頻率誤差 That affects EVM 4 電源上電時產(chǎn)生頻率脈沖 理想的穩(wěn)定時間：理想的穩(wěn)定時間：5us Diagram: Frequency error vs. time 說明：這個圖表展示同步信號發(fā)送期間的頻率誤差而非整個數(shù)據(jù)包說明：這個圖表展示同步信號發(fā)送期間的頻率誤差而非整個數(shù)據(jù)包 解決方案解決方案: 在校準的時候改變晶振頻率可解決這個問題 19 發(fā)射參數(shù)發(fā)射參數(shù)頻率誤差頻率誤差 / / 符號時鐘誤差符號時鐘誤差 / / 相位噪聲相位噪聲 頻率誤差

8、 根據(jù)802.11協(xié)議，發(fā)射信號頻率誤差要求小于： 20ppm-802.11a/g；25ppm-802.11b 晶振與電容的匹配好壞直接影響頻率誤差。 符號時鐘誤差 相位噪聲 符號時鐘誤差要求小于： 20ppm-802.11a/g；25ppm-802.11b 相位噪聲要求小于 3Deg 20 Compression抑制抑制 That affects EVM 5 為了降低功耗&增大傳輸距離， 功率放大器工作狀態(tài)盡量接近飽和點 這個圖中可看到有些功率電平不 能達到。存在抑制（增益飽和） 圖中看不到抑制（增益飽和） Diagram: CCDF 21 頻譜模板 藍色譜線不能超出紅色限制線 802.11

9、b Mask802.11g Mask 22 頻譜平坦度本振泄漏 藍色曲線不能超出 上下紅色限制線 不能超過2dB 發(fā)射參數(shù)發(fā)射參數(shù)頻譜平坦度頻譜平坦度 / / 本振泄漏本振泄漏 中間脈沖向下為正常，若 脈沖向上突出并超過虛線 則代表存在一定本振泄漏 23 Power ON/OFF Ramp功率上升/下降沿 Diagram: Power ON ramp Diagram: Power down ramp Requirement: Power on time 2us Requirement: Power down time 2us Apply to 802.11b only 24 接收靈敏度/誤包率

10、（PER） 接收測試過程：IQsignal控制儀器發(fā)送數(shù) 據(jù)包讓產(chǎn)品接收，產(chǎn)品的控制軟件統(tǒng)計接 收到的數(shù)據(jù)包數(shù)量，計算出誤包率。比如 發(fā)1000個數(shù)據(jù)包，產(chǎn)品收到950個良好的 數(shù)據(jù)包，那么誤包率PER為 (1000- 950)/1000*100%=5% 25 接收靈敏度/誤包率（PER） 對802.11a/g，正常工作時要求PER 小于10%，能滿足PER小于10%的最 小信號功率即為最小靈敏度，最大信 號功率即為最大靈敏度；對802.11b， PER要求小于8% 。 26 802.11協(xié)議 要求的測試 項目 研發(fā)的解決 方案 終端成品的 解決方案 生產(chǎn)的解決 方案 27 生產(chǎn)生產(chǎn)/ /成品

11、成品 測試項目測試項目 發(fā)射（TX）參數(shù)包括： 平均功率、矢量誤差EVM、頻率誤差、頻譜模板 ，一般選測頻段內(nèi)高、中、低頻率和高低速率組合情況下 的這些參數(shù)。 接收（TX）參數(shù)包括： 接收靈敏度，一般選測頻段內(nèi)高、中、低頻率和高低速率 組合情況下的接收靈敏度。對于生產(chǎn)測試，只需測試指定 指標下的誤包率是否合格。 28 生產(chǎn)自動測試生產(chǎn)自動測試 網(wǎng)線 射頻 WiFi產(chǎn)品 PC Shield-box 衰減器 控制線 (USB / LAN / RS232) 29 生產(chǎn)自動測試結(jié)果報告生產(chǎn)自動測試結(jié)果報告 矢量調(diào)制誤差 平均功率 頻率誤差 頻譜模板 接收靈敏度測試 在要求指標下 測到的誤包率 指標範圍

12、 30 802.11協(xié)議 要求的測試 項目 研發(fā)的解決 方案 終端成品的 解決方案 生產(chǎn)的解決 方案 31 終端成品測試方案連接圖 合路器 LAN 衰減器 AP 50dB 測試流程測試流程 1. 設(shè)定此方案配套的AP(路由器)的工作信道和速率 2. WiFi終端(被測品)在操作接口上搜索此AP, 然后進行聯(lián)機和關(guān)聯(lián) 3. 通過電腦利用PING工具,發(fā)出1000字節(jié)的數(shù)據(jù)包,終端收到以后會反 回同樣的數(shù)據(jù)包, 從而測量此終端的輸出信號的質(zhì)量, 例如功率,EVM, 頻譜,頻偏,等等 4. 接收方面, 儀器的信號源發(fā)出數(shù)據(jù)包, WiFi終端(被測品)收到數(shù)據(jù)包 以答會反回確認包(ACK),從而計算丟包率,儀器會漸漸把功率往下降, 直至找到最低靈敏度. 32 成品測