WLAN產(chǎn)品基礎(chǔ)介紹_20141113

1、WLAN產(chǎn)品基礎(chǔ)介紹深圳愛貓網(wǎng)絡(luò)新媒體科技有限公司 家用服務(wù)器產(chǎn)品部 徐雷2內(nèi)容通信產(chǎn)品開發(fā)基本流程簡介WLAN標(biāo)準(zhǔn)簡介wifi關(guān)鍵指標(biāo)常見組網(wǎng)模型無線路由器硬件架構(gòu)實(shí)例通信產(chǎn)品開發(fā)基本流程簡介通信產(chǎn)品開發(fā)基本流程簡介產(chǎn)品評審委員會產(chǎn)品評審委員會 ( PRB)跨部門團(tuán)隊(duì)結(jié)構(gòu)化流程 業(yè)界比較流行的產(chǎn)品開發(fā)流程業(yè)界比較流行的產(chǎn)品開發(fā)流程4通信產(chǎn)品開發(fā)基本流程簡介通信產(chǎn)品開發(fā)基本流程簡介業(yè)務(wù)評審業(yè)務(wù)評審根據(jù)公司業(yè)務(wù)戰(zhàn)略、產(chǎn)品戰(zhàn)略、市場情況，獲利能力，資源的可獲得情況和風(fēng)險等，在產(chǎn)品開發(fā)決策評審點(diǎn)做出“項(xiàng)目繼續(xù)/項(xiàng)目終止”的決策，包括概念決策、計(jì)劃決策和市場發(fā)布決策，以及生命周期終止決策。l PDR

2、Plan Decision Review. 決定產(chǎn)品是否繼續(xù)開發(fā)。l ADR Availability Decision Review. 決策產(chǎn)品是否可以推向市場.5通信產(chǎn)品開發(fā)基本流程簡介通信產(chǎn)品開發(fā)基本流程簡介l TR1 產(chǎn)品需求規(guī)格的評審。關(guān)注產(chǎn)品需求規(guī)格的完備性 l TR2 產(chǎn)品總體設(shè)計(jì)的評審 。重點(diǎn)關(guān)注產(chǎn)品設(shè)計(jì)需求映射到產(chǎn)品設(shè)計(jì)規(guī)格的完備性。l TR3 模塊概要設(shè)計(jì)（HLD）的評審 。確保產(chǎn)品設(shè)計(jì)規(guī)格已經(jīng)完全、正確地在各模塊概要設(shè)計(jì)中得到體現(xiàn)l TR4 各模塊實(shí)現(xiàn)評審 。評估該模塊能否進(jìn)入樣機(jī)測試。l TR5 樣機(jī)評審。對產(chǎn)品/樣機(jī)整體的設(shè)計(jì)穩(wěn)定性和技術(shù)成熟度的評估 l TR6 轉(zhuǎn)產(chǎn)

3、評審。評估生產(chǎn)級的技術(shù)成熟度和制造能力達(dá)到轉(zhuǎn)量產(chǎn)要求技術(shù)評審技術(shù)評審(Technical Review )(Technical Review ) 通過技術(shù)評審，幫助研發(fā)人員盡早發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品開發(fā)中存在的問題和風(fēng)險，及時采取相應(yīng)的解決方案和行動計(jì)劃，保證研發(fā)質(zhì)量，減少研發(fā)浪費(fèi)。6通信產(chǎn)品開發(fā)基本流程簡介通信產(chǎn)品開發(fā)基本流程簡介產(chǎn)品開發(fā)團(tuán)隊(duì)架構(gòu)圖產(chǎn)品開發(fā)團(tuán)隊(duì)架構(gòu)圖結(jié)合我司實(shí)際的結(jié)合我司實(shí)際的ODMODM產(chǎn)品開發(fā)流程產(chǎn)品開發(fā)流程通信產(chǎn)品開發(fā)基本流程簡介通信產(chǎn)品開發(fā)基本流程簡介WLANWLAN標(biāo)準(zhǔn)簡介標(biāo)準(zhǔn)簡介WLANWLAN標(biāo)準(zhǔn)簡介標(biāo)準(zhǔn)簡介信道（ChannelChannel）無線信道類似于車道；無線信道不是

4、獨(dú)占的，而是所有同信道的AP共用的；相同信道上工作的AP會降低吞吐量；WLANWLAN標(biāo)準(zhǔn)簡介標(biāo)準(zhǔn)簡介2.4GHz 2.4GHz 信道分布信道分布每個信道的帶寬是22MHz，不同國家能夠使用的信道是不一樣的只有3個互不重疊的信道：1,6,11 (或者2,7,12)1-13信道頻率：2412+(n-1)*5 MHz2.4G頻帶2.4G2.4835總共83.5M信道帶寬WLANWLAN標(biāo)準(zhǔn)簡介標(biāo)準(zhǔn)簡介不同國家的不同國家的2.4GHz2.4GHz信道信道信道標(biāo)識符信道標(biāo)識符頻率（單位：頻率（單位：MHz）調(diào)整域調(diào)整域美國美國EMEA日本日本世界其它地區(qū)世界其它地區(qū)12412XXXX22417XXXX

5、32422XXXX42427XXXX52432XXXX62437XXXX72442XXXX82447XXXX92452XXXX102457XXXX112462XXXX122467-XXX132472-XXX142484-X-WLANWLAN標(biāo)準(zhǔn)簡介標(biāo)準(zhǔn)簡介5GHz 5GHz 信道分布信道分布WLANWLAN標(biāo)準(zhǔn)簡介標(biāo)準(zhǔn)簡介工作在5G頻段的有11a/n/ac,11a信道帶寬20MHz，11n信道帶寬20M/40MHz可選，11ac信道帶寬20M/40M/80M/160M可選5G頻段帶寬：5.155.35,5.7255.825共300M信道帶寬中國開放的信道36,40,44,48,52,56,60

6、,64以及149,153,157,161,165信道WLANWLAN標(biāo)準(zhǔn)簡介標(biāo)準(zhǔn)簡介不同標(biāo)準(zhǔn)對比不同標(biāo)準(zhǔn)對比WLANWLAN標(biāo)準(zhǔn)簡介標(biāo)準(zhǔn)簡介WLANWLAN標(biāo)準(zhǔn)簡介標(biāo)準(zhǔn)簡介WLANWLAN關(guān)鍵指標(biāo)關(guān)鍵指標(biāo)1 Transmitter Power 發(fā)送功率2 Transmit Spectrum Mask 發(fā)送信號頻譜模版3 Frequency Error 頻率誤差4 EVM 矢量誤差幅度 5 Spectral Flatness 頻譜平坦度6 Receiver Sensitivity 接收靈敏度7 Conductive Throughput Test 吞吐量1. Transmitter Power

7、1. Transmitter Power 發(fā)送功率發(fā)送功率 發(fā)射功率無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，需根據(jù)實(shí)際情況靈活應(yīng)用。可是，對于室內(nèi)設(shè)備，北美最大功率不超過30dBm，中國及歐洲國家最大功率不超過20dBm，日本最大功率不超過22dBm。在中國如果超過20dBm，需要中國無線電委員會備案。 發(fā)送功率表征的是待測物發(fā)送無線信號強(qiáng)度的大小，在滿足頻譜模版、EVM性能的前提下，功率越大，其性能越好，在實(shí)際應(yīng)用中表現(xiàn)為無線覆蓋范圍越大。 測量發(fā)送功率使用IQview/nxn/Iqxel進(jìn)行測量。WLANWLAN關(guān)鍵指標(biāo)關(guān)鍵指標(biāo)發(fā)射功率有天線口發(fā)射功率（PA輸出功率減去線損，盡量減少線損）和空口發(fā)射功率（用等效全向發(fā)

8、射功率EIRP描述，天線口發(fā)射功率+天線增益）之分，用功率譜密度描述，取RMS值衡量。WLAN設(shè)備的發(fā)射功率，單位mW或dBm；dBm為分貝毫瓦，是以1mW相比的對數(shù)值。dBm = 10 log (Power / 1mW)1mW = 0dBm, 10mW = 10dBm100mW=20dBm每下降3dB，功率減少一半，負(fù)的dBm表示功率小于1mWWLANWLAN關(guān)鍵指標(biāo)關(guān)鍵指標(biāo)2. Transmit Spectrum Mask 2. Transmit Spectrum Mask 發(fā)送信號頻譜模版發(fā)送信號頻譜模版使待測產(chǎn)品處于發(fā)射狀態(tài)，用矢量信號分析儀或IQview/nxn/IQxel觀察其波形

9、，其頻譜模版在下圖所示藍(lán)色粗實(shí)線以下為合格，在發(fā)送功率滿足要求的前提下，頻譜模版越小且離藍(lán)色粗實(shí)線越遠(yuǎn)，其性能越好。 11b/g/a發(fā)射功率頻譜模板應(yīng)分別符合以下要求：b模g/a模WLANWLAN關(guān)鍵指標(biāo)關(guān)鍵指標(biāo)20M帶寬11n、40M帶寬11n發(fā)射功率頻譜模板應(yīng)分別符合以下要求：無線頻譜模版可以測量發(fā)送信號的質(zhì)量和對相鄰信道的干擾抑制能力。20M n模40M n模WLANWLAN關(guān)鍵指標(biāo)關(guān)鍵指標(biāo)3. Frequency Error 3. Frequency Error 頻率誤差頻率誤差頻率誤差表征射頻信號偏離該信號所處信道中心頻率的大小，通常以IQview/nxn/IQxel或矢量信號分析儀

10、來測量，單位為ppm。 Freq Err (kHz)與Sym. Clk (ppm)轉(zhuǎn)換 舉例：Freq Err：10.34kHz；carrier frequency：2.412GHz 1) % change of frequency=10.34k/2.412G=0.000429% 2)ppm=0.000429%*1000000=4.29ppm 測試頻率誤差要求：25ppm （802.11b）20ppm（802.11g/a/n/ac） 頻偏越小越好，在實(shí)際的硬件電路設(shè)計(jì)中，晶振性能的一致性影響WIFI產(chǎn)品頻率誤差的一致性，在晶振的選型上，要將性能與成本做折中考慮。確定晶體負(fù)載電容公式：CL=C1

11、C2/(C1+C2) + Cstray其中 ：Cstray是存在于電路中的寄生電容，通常為25pF. C1,C2為我們電路中所用的并聯(lián)諧振的負(fù)載電容。 WLANWLAN關(guān)鍵指標(biāo)關(guān)鍵指標(biāo)4. EVM 4. EVM 矢量誤差幅度矢量誤差幅度 EVM是error vector magnitude的縮寫，他表征的是一個給定時刻理想無誤差基準(zhǔn)信號與實(shí)際發(fā)射信號的向量差，如下圖所示。b模 EVM spec：35%20log(35/100)= -9.12dbIEEE 中g(shù)模 EVM spec:WLANWLAN關(guān)鍵指標(biāo)關(guān)鍵指標(biāo)1.在AP處于發(fā)送狀態(tài)時，EVM與發(fā)送功率相關(guān)聯(lián)：發(fā)送功率越大，矢量誤差被放大的越多

12、，體現(xiàn)在測試結(jié)果上，就是EVM越大即發(fā)送信號質(zhì)量越差。2.在AP的無線指標(biāo)中，EVM是發(fā)送狀態(tài)時一個非常重要的指標(biāo)，它是表征信號發(fā)送質(zhì)量的好壞的一個指標(biāo)。3.在實(shí)際應(yīng)用中，我們要在發(fā)送功率和EVM間取一個折中，發(fā)送信號功率不能太大的原因。EVM越大，說明信號受到的干擾越大，接收到的信號質(zhì)量越差；反之，干擾小，接收到的信號質(zhì)量就好。EVM有幅度偏差、頻率偏差、相位偏差之分。功率放大器的非線性失真影響幅度偏差，I/Q信號同步影響相位偏差，本振的噪聲和電源噪聲影響頻率偏差，影響EVM因素主要有功率放大器的非線性失真、噪聲、以及供電環(huán)境。WLANWLAN關(guān)鍵指標(biāo)關(guān)鍵指標(biāo)5. Spectral Flat

13、ness 5. Spectral Flatness 頻譜平坦度頻譜平坦度我們要求平坦度測試曲線必須要在上圖所示的兩條紅線的范圍之內(nèi)，頻譜平坦度的平坦與否影響無線信號的連接性能。反映信號子載波的功率變化，它測量每個子載波的平均功率對所有子載波的平均功率的偏移。11b沒有平坦度，是因?yàn)槠洳捎玫恼{(diào)制方式時單載波調(diào)制，11g/n/ac采用的是OFDM調(diào)制方式。WLANWLAN關(guān)鍵指標(biāo)關(guān)鍵指標(biāo)6. Receiver Sensitivity 6. Receiver Sensitivity 接收靈敏度接收靈敏度接收靈敏度是表征待測物接收性能的一個參數(shù)，接收靈敏度越好，其接收到的有用信號就越多，其無線覆蓋范圍

14、越大。接收靈敏度可以用IQview/nxn來測量，在測量接收靈敏度時，要使待測設(shè)備處于接收狀態(tài)，用IQview/nxn的信號發(fā)生器發(fā)送特定的包文件，在IQview/nxn操作軟件上更改信號輸出功率，直到PER（%）（誤包率）滿足規(guī)范規(guī)定的要求（11b PER:8%, psdu length :1024bytes; 11g,11a PER:10%, psdu length:1000bytes; 11n PER:10%, psdu length :4096bytes）。接收靈敏度為IQview/nxn上的信號輸出功率與IQview/nxn/IQxel和待測件之間的cable、衰減器、DC Bloc

15、k等總的衰減值之差。接收靈敏度應(yīng)滿足如下要求：WLANWLAN關(guān)鍵指標(biāo)關(guān)鍵指標(biāo)舉例：如果WiFi測試的數(shù)值為83dBm，總的衰減為2dBm，那么測試得到的接收靈敏度為-83-285dBm。WLANWLAN關(guān)鍵指標(biāo)關(guān)鍵指標(biāo)7. 7. Conductive Throughput TestConductive Throughput Test 吞吐量吞吐量吞吐量是指在沒有幀丟失的情況下，設(shè)備能夠接受并轉(zhuǎn)發(fā)的最大數(shù)據(jù)速率。 吞吐量沒有標(biāo)準(zhǔn)，但一般滿足以下規(guī)格：11n 上、下行均要滿足70Mbps(2T2R,HT20)；140Mbps(2T2R,HT40)具體吞吐量與芯片平臺處理能力有關(guān)，制定標(biāo)準(zhǔn)時一般需

16、要參照競品。除了屏蔽環(huán)境下吞吐量，為了改善用戶體驗(yàn)，還需要測試室內(nèi)覆蓋、室外覆蓋、干擾環(huán)境吞吐量以及穿墻等。WLANWLAN關(guān)鍵指標(biāo)關(guān)鍵指標(biāo)常見組網(wǎng)模型常見組網(wǎng)模型SSID：Service Set ID區(qū)分不同WLAN服務(wù)單元的標(biāo)識（“網(wǎng)絡(luò)名字”）無線是無形，需要標(biāo)識來表示一個WLAN網(wǎng)絡(luò)服務(wù)單元SSID是一個統(tǒng)稱，不同的組網(wǎng)方式，SSID有不同的稱呼ESSID：Extend Sevice Set IDBSSID：Basic Service Set ID（AP的MAC地址）不同的AP可以使用相同的SSID（組成了ESS）最大32個字符，可以是任何字符常見組網(wǎng)模型常見組網(wǎng)模型無線站點(diǎn)接入無線站點(diǎn)

17、接入3 3步走步走1.掃描：獲取周圍AP的信息(SSID, 加密, 速率)，主動/被動掃描2.認(rèn)證：Open或Shared認(rèn)證3.關(guān)聯(lián)：成為AP關(guān)聯(lián)的站點(diǎn)Probe RequestProbe ResponseAUTHAUTHAssociation RequestAssociation ResponseData 掃描方式掃描方式被動掃描 (必須的)：STA掃描各個頻道，從所有的可能AP得到Beacon幀,并且得到他們的強(qiáng)度。Beacon幀周期的從AP發(fā)出，它包含AP的同步信息主動掃描 (可選的)：STA通過廣播探測請求幀試圖去查找一個AP，附近的所有AP響應(yīng)探測請求兩者都支持，決定于能量消耗和性

18、能的權(quán)衡當(dāng)STA決定了去加入哪個BSS時，下一步進(jìn)行認(rèn)證過程常見組網(wǎng)模型常見組網(wǎng)模型常見組網(wǎng)模型常見組網(wǎng)模型認(rèn)證過程認(rèn)證過程開放的系統(tǒng)認(rèn)證 (必須的)： STA發(fā)送認(rèn)證申請給AP AP響應(yīng)認(rèn)證申請共享系統(tǒng)認(rèn)證 (選擇的)： STA發(fā)送認(rèn)證需求給AP AP把詢問文本放到響應(yīng)幀里 STA用它的WEP關(guān)鍵字來加密詢問文本，并把它發(fā)送回AP AP解密詢問文本并和最初的文本進(jìn)行比較，然后發(fā)送認(rèn)證應(yīng)答幀給STA常見組網(wǎng)模型常見組網(wǎng)模型無線安全：WEPWEPWEP：Wired Equivalent Privacy 隨802.11標(biāo)準(zhǔn)提出 RC4加密算法 2種強(qiáng)度：40bits和104bits Initial

19、ization vector (IV) = 24 bits WEP2：128bit IV長度不夠，導(dǎo)致重用IV，容易破解如果不是share認(rèn)證，即使WEP密碼錯誤，站點(diǎn)端顯示的還是連接上，只是不能正常數(shù)據(jù)通信。常見組網(wǎng)模型常見組網(wǎng)模型無線安全：無線安全：WPA / WPA2WPA / WPA2WiFi組織基于IEEE802.11i標(biāo)準(zhǔn)提出 WPA：草案的IEEE802.11i標(biāo)準(zhǔn) WPA2：正式的IEEE802.11i標(biāo)準(zhǔn)WPA 128bits RC加密算法 每個數(shù)據(jù)幀采用一個密碼 TKIP動態(tài)密碼管理協(xié)議WPA2 采用AES加密算法 支持128bits,192bits,256bits CCM

20、P密碼管理協(xié)議 支持緩存密鑰和預(yù)認(rèn)證2種模式 WPA Enterprise：采用802.1x認(rèn)證（EAP-TLS,EAP-TTLS, PEAP等） WPA Personal：采用PSK（預(yù)共享密鑰）WPA和WPA2可以共存，TKIP和CCMP也可以共用常見組網(wǎng)模型常見組網(wǎng)模型WPS (Wi-Fi Protected Setup)WPS (Wi-Fi Protected Setup)類似稱呼：QSS / SES / AOSS / EZ-SETUP 為了解決無線安全設(shè)置比較繁瑣、專業(yè)性強(qiáng)的問題過程 站點(diǎn)通過WPS協(xié)商過程獲得AP當(dāng)前的無線安全設(shè)置(SSID, 安全模式，密碼)正常接入到BSS2種常

21、見的啟動WPS協(xié)商的方式：PIN和PBC PIN：在AP上輸入站點(diǎn)的PIN碼 PBC：2分鐘內(nèi)分別按下AP和站點(diǎn)上的按鈕可以讓站點(diǎn)快速接入WPS協(xié)商過程正常關(guān)聯(lián)過程啟動WPS啟動WPS常見組網(wǎng)模型常見組網(wǎng)模型APSTASTASTAWLANWLAN網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)BSSESSWireless connectionBSSAPSTASTASTADS常見組網(wǎng)模型常見組網(wǎng)模型DSDSDS：Distribution System WLAN網(wǎng)絡(luò)的主干網(wǎng)，連接多個AP是AP的上行網(wǎng)絡(luò)通過DS連接多個BSS形成ESS可以是有線網(wǎng)絡(luò)（Ethernet或者ADSL），也可以使用無線布網(wǎng)（WDS）DS常見組網(wǎng)模型常見組網(wǎng)模型

22、BSSBSSBSS：Basic Service Set任意個站點(diǎn)和一個AP組成一個BSS站點(diǎn)關(guān)聯(lián)到該BSS的AP后才能使用該BSS的服務(wù)站點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)通信都需要經(jīng)過AP轉(zhuǎn)發(fā)APSTASTASTA常見組網(wǎng)模型常見組網(wǎng)模型ESSESS多個BSS組成ESS類似于移動蜂窩通信的Cell為了避免干擾，相鄰BSS會使用不同的信道同一ESS下所有BSS使用相同的SSID和安全設(shè)置常見組網(wǎng)模型常見組網(wǎng)模型WLANWLAN組網(wǎng)方式組網(wǎng)方式對等模式(Ad-Hoc)五種基本結(jié)構(gòu)模式(Infrastructure) AP模式 (Access Point) 路由模式（Router） 中繼模式(Repeater) 網(wǎng)橋模式(Bridge) 客戶端模式（Client）常見組網(wǎng)模型常見組網(wǎng)模型對等模式對等模式(Ad-Hoc)(Ad-Hoc)也稱為IBSS沒有中心設(shè)備各個設(shè)備自發(fā)組網(wǎng)設(shè)備之間是對