基于羅德與施瓦茨CMX500的Wi-Fi 7信令測試方案

今天和大家聊聊Wi-Fi 7測試的一個(gè)重要話題 -“Wi-Fi 7信令測試”，大家知道Wi-Fi產(chǎn)品在正式上市之前均需經(jīng)歷研發(fā)測試、認(rèn)證測試、生產(chǎn)測試等多個(gè)階段的測試，信令測試在這些測試階段尤其研發(fā)測試和認(rèn)證測試中扮演著非常重要的角色，因此Wi-Fi 7產(chǎn)品的成功就非常需要一款性能優(yōu)異、功能強(qiáng)大的Wi-Fi 7信令測試儀表來保駕護(hù)航。

R&S CMX500是羅德與施瓦茨公司推出的最新一代無線通信測試儀，其除了繼承著名的CMW綜測儀平臺(tái)所有的優(yōu)點(diǎn)外，另對(duì)儀表的硬軟件性能進(jìn)行了極大的升級(jí)，以提升測試性能及測試效率,并支持最新技術(shù)制式如Wi-Fi 7、NR(FR1和FR2)等的測試。CMX500也稱為OBT，為One Box tester的簡稱，即單臺(tái)儀表即可實(shí)現(xiàn)用戶所需的測試功能而無需儀表級(jí)聯(lián)。

R&S CMX500采用了模塊化及可擴(kuò)展的設(shè)計(jì)理念，用戶可根據(jù)自己的測試需求進(jìn)行靈活的配置，根據(jù)CMX500所配置的射頻模塊數(shù)量的不同，可分為OBT Lite、OBT Standard、OBT Plus 和OBT Specialist等。

所配置的射頻模塊越多則其對(duì)MIMO及CA的支持能力就越強(qiáng)，例如:若Wi-Fi 7 測試只需執(zhí)行SISO或者2x2 MIMO測試驗(yàn)證，則選擇OBT Lite即可滿足測試需求，而若需執(zhí)行4x4 MIMO測試，則可選擇OBT Standard，對(duì)CA支持的主要適用于蜂窩測試，本文不過多闡述。R&S CMX500 Wi-Fi 7信令測試環(huán)境的搭建也非常方便，SISO與2x2 MIMO的射頻傳導(dǎo)連接方式如下圖所示：

R&S CMX500 內(nèi)置Linux操作系統(tǒng)，采用基于Web頁面的GUI界面CMsquares進(jìn)行操作，操作簡便、美觀、靈活。

R&S CMX500測試功能強(qiáng)大、通過配置必要的License即可進(jìn)行射頻、業(yè)務(wù)、協(xié)議等測試，且支持對(duì)采用所有主流Wi-Fi芯片平臺(tái)的終端產(chǎn)品(AP和Station)進(jìn)行測試。另外R&S CMX500憑借卓越的硬件性能及穩(wěn)定的測試能力也被廣泛應(yīng)用于OTA測試、法規(guī)測試等測試場景。

射頻測試

發(fā)射機(jī)及接收機(jī)射頻測試是Wi-Fi產(chǎn)品研發(fā)等階段最重要的測試類別之一，對(duì)于保證Wi-Fi終端產(chǎn)品的硬件性能至關(guān)重要。Wi-Fi 7規(guī)范引入了4096QAM調(diào)制方式，因此對(duì)儀表的解調(diào)能力及殘留EVM提出了更高的要求，CMX500 憑借其優(yōu)秀的殘余EVM性能及強(qiáng)大的PFGA處理能力可準(zhǔn)確快速地完成Wi-Fi 7 4096QAM EVM 等射頻指標(biāo)測試。

Wi-Fi 7的射頻測試項(xiàng)目主要有：

R&S CMX500 可通過簡便的操作，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)上述指標(biāo)的測試，其發(fā)射機(jī)測試界面如下：

MIMO射頻測試

從IEEE 802.11n開始，Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)引入了MIMO(多入多出)技術(shù),Wi-Fi 7對(duì)該技術(shù)進(jìn)行了繼承和發(fā)揚(yáng)。在產(chǎn)品研發(fā)階段，Wi-Fi 7產(chǎn)品也需要針對(duì)多路天線的發(fā)射和接收射頻指標(biāo)進(jìn)行測試以保證產(chǎn)品的硬件性能。而由于CMX500采用了模塊化和可擴(kuò)展的設(shè)計(jì)理念，因此通過配置不同數(shù)量的射頻模塊使用單儀表即可完成所需的MIMO射頻測試，而無需級(jí)聯(lián)多臺(tái)儀表，降低了測試環(huán)境搭建的復(fù)雜度并增加了系統(tǒng)的測試可靠性。

在R&S CMX500 GUI內(nèi)的connection view子界面中，通過拖動(dòng)鼠標(biāo)以實(shí)現(xiàn)自定義待測件與R&S CMX500 射頻端口之間的連接關(guān)系后，即可方便地進(jìn)行True MIMO測試，并可分別獲得各個(gè)數(shù)據(jù)流對(duì)應(yīng)的測試結(jié)果。

注釋：上圖以2x2 MIMO為例。

MLO 測試

Multi-Link(MLO)多鏈路聚合是Wi-Fi 7的一項(xiàng)重要特性，其可以幫助Wi-Fi 7實(shí)現(xiàn)更高的吞吐量、更低的延遲和更高的可靠性，R&S CMX500 OBT 作為面向未來設(shè)計(jì)的信令綜測儀平臺(tái)，在設(shè)計(jì)之初就考慮到了MLO的測試需求，可單機(jī)實(shí)現(xiàn)STR、EMLSR等不同MLO模式的測試。

業(yè)務(wù)測試

在Wi-Fi產(chǎn)品的不同開發(fā)階段，經(jīng)常需要在模擬信令連接下進(jìn)行各種真實(shí)業(yè)務(wù)的測試，而在傳統(tǒng)的測試方式下，往往需要在除了綜測儀之外另外搭建一套適配的外部環(huán)境，整套環(huán)境搭建復(fù)雜，測試體驗(yàn)差。R&S CMX500則具有目前業(yè)內(nèi)唯一的內(nèi)置應(yīng)用測試單元，用于提供上層服務(wù)的模擬，因此使用CMX500單機(jī)即可執(zhí)行Ping 測量、FTP下載及上下行吞吐量測試等應(yīng)用層的測試。另CMX500 通過搭配外置的音頻分析儀等設(shè)備可用于驗(yàn)證基于Wi-Fi的音頻相關(guān)指標(biāo)，如音頻質(zhì)量測試等。

注釋：上圖為CMX500 的Iperf吞吐量測試結(jié)果部分界面。

注釋: 上圖為基于CMX500的Voice over WLAN測試解決方案

自動(dòng)化測試

自動(dòng)化測試對(duì)提高Wi-Fi產(chǎn)品的測試效率非常重要，R&S CMX500提供多種自動(dòng)化方案供用戶使用, CMsequencer是羅德與施瓦茨公司提供的一款重要的基于CMX500自動(dòng)化測試解決方案，其內(nèi)置于CMX500固件內(nèi)，采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，測試序列可編輯，用戶除了購買License以使用R&S提供的測試序列滿足測試需求外，還可以使用系統(tǒng)提供的邏輯及功能模塊自定制測試序列，同時(shí)也支持用戶自定制功能模塊，并可生成多種格式的測試報(bào)告，極大滿足用戶的自動(dòng)化測試需求，CMsequencer測試界面如下：

XLAPI是羅德與施瓦茨公司提供的另外一款自動(dòng)化測試解決方案，其采用Python語言開發(fā)，為用戶提供代碼開發(fā)框架，提供程序頂層邏輯及API模塊范例，并可開放代碼以支持用戶基于此框架進(jìn)行代碼自開發(fā)；另外用戶也可以根據(jù)羅德與施瓦茨公司提供的SCPI指令，自己開發(fā)自動(dòng)化測試工具。

信令分析

R&S CMX500 可通過內(nèi)置的Message Analyzer 工具進(jìn)行信令消息的實(shí)時(shí)顯示，并支持篩選消息的等操作以方便用戶進(jìn)行信令分析，出現(xiàn)故障時(shí)輔助快速定位。

WLAN Offloading 測試

無線通信系統(tǒng)中除了Wi-Fi等無線通信技術(shù)，另外還有3GPP組織所定義的GSM、WCDMA、LTE、NR等蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，Wi-Fi offloading 技術(shù)支持終端根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)在蜂窩網(wǎng)絡(luò)與WLAN等非蜂窩網(wǎng)絡(luò)之間切換，以提升網(wǎng)絡(luò)性能，優(yōu)化用戶體驗(yàn)。除LTE-WLAN offloading外，3GPP組織自Release 17起在5G核心網(wǎng)中引入了對(duì)非3GPP網(wǎng)絡(luò)如Wi-Fi的支持以使其可以接入5G核心網(wǎng)，從而使終端實(shí)現(xiàn)在Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)與5G網(wǎng)絡(luò)之間的移動(dòng)。

R&S CMX500 一體化無線通信測試儀可以同時(shí)支持蜂窩技術(shù)和Wi-Fi 7等非蜂窩技術(shù)的測試，因此它可以在模擬NR小區(qū)進(jìn)行NR測試的同時(shí)進(jìn)行Wi-Fi 7測試，另外它除了支持射頻發(fā)射機(jī)和接收機(jī)測試外，還具有IP連接和性能業(yè)務(wù)測試等功能，這就使得一臺(tái)R&S CMX500就能夠非常好的適應(yīng)WLAN Offloading測試場景需求，支持?jǐn)?shù)據(jù)、語音等在蜂窩網(wǎng)絡(luò)與Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)之間的分流或者切換。

通過調(diào)整CMW500 的NR小區(qū)下行功率和Wi-Fi熱點(diǎn)下行功率來模擬切換場景條件以實(shí)現(xiàn)WLAN Offloading測試。R&S CMX500內(nèi)置的CMsequencer 自動(dòng)化工具可提供測試范例幫助用戶實(shí)現(xiàn)WLAN offloading 測試功能，同時(shí)可配合使用R&S CMX500內(nèi)置的Message Analyzer工具觀察信令切換過程。

共存(coexistence)測試

現(xiàn)代通信設(shè)備在非常小的空間內(nèi)支持很多種技術(shù)制式，各種技術(shù)制式之間可能會(huì)使用相同或者相鄰的頻點(diǎn)，也可能某些技術(shù)制式的諧波/ 互調(diào)產(chǎn)物落入其他制式的工作頻帶內(nèi)而對(duì)其他制式產(chǎn)生干擾，從而導(dǎo)致系統(tǒng)性能下降，因此確保各種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之間的互相干擾符合規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)至關(guān)重要。

R&S CMX500 一體化無線通信測試儀，一臺(tái)儀表即可支持Wi-Fi等非蜂窩技術(shù)和NR/LTE等蜂窩技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，且其可以并行的執(zhí)行Wi-Fi、LTE、NR等多種制式的測試，因此R&S CMX500是一臺(tái)非常理想的可供執(zhí)行共存測試的儀表。

R&S CMX500與R&SCMW-Z10、R&STS7124、R&SDST200等屏蔽箱(室)結(jié)合使用，可實(shí)現(xiàn)高準(zhǔn)確度、高可重復(fù)性的測試。CMsequencer 等自動(dòng)化測試工具可以更高效的幫助用戶執(zhí)行測試獲得測試結(jié)果。

羅德與施瓦茨業(yè)務(wù)涵蓋測試測量、技術(shù)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)安全，致力于打造一個(gè)更加安全、互聯(lián)的世界。成立90 年來，羅德與施瓦茨作為全球科技集團(tuán)，通過發(fā)展尖端技術(shù)，不斷突破技術(shù)界限。公司領(lǐng)先的產(chǎn)品和解決方案賦能眾多行業(yè)客戶，助其獲得數(shù)字技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)力。羅德與施瓦茨總部位于德國慕尼黑，作為一家私有企業(yè)，公司在全球范圍內(nèi)獨(dú)立、長期、可持續(xù)地開展業(yè)務(wù)。