復(fù)雜的協(xié)議使wifi測試變得麻煩

　　由于WiFi的頻段在世界范圍內(nèi)是無需任何電信運(yùn)營執(zhí)照的免費(fèi)頻段，因此WLAN無線設(shè)備提供了一個(gè)世界范圍內(nèi)可以使用的，費(fèi)用極其低廉且數(shù)據(jù)帶寬極高的無線空中接口。

　　用戶可以通過WiFi功能打長途電話（包括國際長途），瀏覽網(wǎng)頁、收發(fā)電子郵件、音樂下載、數(shù)碼照片傳遞等，再無需擔(dān)心速度慢和花費(fèi)高的問題。

　　WiFi在掌上設(shè)備上應(yīng)用越來越廣泛，而智能手機(jī)就是其中一份子。與早前應(yīng)用于手機(jī)上的藍(lán)牙技術(shù)不同，WiFi具有更大的覆蓋范圍和更高的傳輸速率，因此WiFi手機(jī)成為了目前移動通信業(yè)界的時(shí)尚潮流。

　　現(xiàn)在WiFi的覆蓋范圍在國內(nèi)越來越廣泛了，高級賓館，豪華住宅區(qū)，飛機(jī)場以及咖啡廳之類的區(qū)域都有WiFi接口。當(dāng)我們?nèi)ヂ糜?，辦公時(shí)，就可以在這些場所使用我們的掌上設(shè)備盡情網(wǎng)上沖浪了。

　　用于射頻測試與系統(tǒng)環(huán)境仿真的專用工具正在成為現(xiàn)實(shí)

　　射頻，Radio Frequency ，簡稱RF射頻就是射頻電流，它是一種高頻交流變化電磁波的簡稱。每秒變化小于一千次的交流電稱為低頻電流，大于一萬次的稱為高頻電流，而射頻就是這樣一種高頻電流。

　　以IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的無線網(wǎng)絡(luò)在設(shè)備數(shù)量和應(yīng)用范圍兩個(gè)方面都做好了實(shí)質(zhì)性發(fā)展的準(zhǔn)備。然而，與有線網(wǎng)絡(luò)相比較，無線網(wǎng)絡(luò)本身固有的移動特性使物理層與協(xié)議層之間產(chǎn)生的交互作用大大增加了驗(yàn)證一個(gè)設(shè)計(jì)所需的測試的復(fù)雜性和測試的次數(shù)。所幸的是，能夠使這一過程合理化的各類工具正在不斷出現(xiàn)。

　　802.11a/b/g標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)稱為WiFi（無線保真），它已經(jīng)在家庭用戶中造就了一個(gè)龐大的不斷成長市場，人們發(fā)現(xiàn)，無線方案是家庭資源共享以太網(wǎng)（如打印機(jī)和寬帶連接）的一種簡單的替代方案。

　　雖然WiFi 在家庭和商務(wù)計(jì)算機(jī)接入中的應(yīng)用仍處增長勢頭，但也出現(xiàn)了這一技術(shù)的新興市場。In-Stat正在追蹤各類新興應(yīng)用，如VoWLAN（無線局域網(wǎng)語音傳輸）、將WiFi用作消費(fèi)電子連接的一種方法，以及VoWLAN與手機(jī)的結(jié)合。每一類都代表著一種能匹配或超過計(jì)算機(jī)接入的市場。

　　復(fù)雜的協(xié)議使測試更麻煩

　　WLAN協(xié)議中的很多附加特性都是為了滿足無線局域網(wǎng)絡(luò)（LAN）在動態(tài)配置、空間性質(zhì)以及移動性這三方面的需求，而有線網(wǎng)絡(luò)則沒有這些要求。這些要求更增加了無線測試的復(fù)雜性。WiFi 的動態(tài)配置允許終端站向 AP（接入點(diǎn)）詢問以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)接入，并使AP接通自己所支持的服務(wù)。雖然有線網(wǎng)絡(luò)也有類似功能，但它們一般出現(xiàn)在較高層的協(xié)議中。WiFi 則是在MAC（媒體訪問控制）層實(shí)現(xiàn)的。

　　當(dāng)有多個(gè)AP可供使用時(shí)，WiFi站還必須用“關(guān)聯(lián)”來確定使用哪一個(gè)，而AP也要用“鑒別權(quán)”來確定該終端站是否為合法用戶，然后才準(zhǔn)予接入。有線連接由于沒有物理安全問題，因此無需鑒別步驟。而在無線連接中，某個(gè)人可能會把車停在一個(gè)區(qū)域內(nèi)，試圖從這里免費(fèi)接入互聯(lián)網(wǎng)。

　　WiFi的空間特性也會產(chǎn)生一些問題，如“隱藏結(jié)點(diǎn)”，這在有線網(wǎng)絡(luò)中是沒有的。出現(xiàn)這種情況時(shí)，兩個(gè)站終端都位于一個(gè)AP的覆蓋范圍中，但不在相互的信號范圍內(nèi)。由于兩者都不能檢測沖突，于是當(dāng)兩個(gè)站試圖向該AP發(fā)送消息時(shí)就會重復(fù)發(fā)生碰撞。

　　在有線網(wǎng)絡(luò)中，通過小心的設(shè)計(jì)和安裝，可以在物理層上控制噪聲電平，并且交換機(jī)可以將網(wǎng)絡(luò)分成可管理的網(wǎng)段。但是無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的設(shè)計(jì)者則不能假設(shè)一種可控環(huán)境。

　　WiFi 與藍(lán)牙、便攜式電話和微波爐，以及其它射頻源共享其頻段。設(shè)計(jì)者無法控制試圖連接某個(gè)AP的終端站數(shù)量。無線協(xié)議必須允許網(wǎng)絡(luò)能夠完全適應(yīng)所處的環(huán)境。

　　WiFi的移動性也對設(shè)備和協(xié)議提出了更多的功能要求，有線網(wǎng)絡(luò)則沒有這些負(fù)擔(dān)。其中之一是電池供電的終端可能需要有電源管理功能，以優(yōu)化功耗問題，例如當(dāng)終端靠近AP時(shí)，要降低發(fā)射功率以節(jié)省能量。

　　另一個(gè)增加的協(xié)議功能是在傳輸期間實(shí)現(xiàn)AP之間的動態(tài)切換，這類似于手機(jī)的漫游。

　　其他附加的功能還有速率自適應(yīng)，即根據(jù)接收信號的功率調(diào)整數(shù)據(jù)傳輸速率的能力，從而優(yōu)化整個(gè)信道的性能。

　　不能完全分開的層

　　復(fù)雜的協(xié)議還會產(chǎn)生其它麻煩。對有線網(wǎng)絡(luò)，工程師們可以單獨(dú)測試系統(tǒng)層，然后只需將測試后的各部分組合起來，就可以裝配成一個(gè)可行的系統(tǒng)。按照傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)測試模型，測試無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的設(shè)計(jì)有兩項(xiàng)主要工作。

　　一是數(shù)字工程師和軟件工程師從網(wǎng)絡(luò)角度用協(xié)議分析儀和網(wǎng)絡(luò)分析儀對設(shè)備進(jìn)行評估。

　　另一是射頻工程師使用矢量信號分析儀、頻譜分析儀與信號發(fā)生器、示波器和其他射頻儀器，對射頻部分進(jìn)行評估。

　　但是，老諺語“整體大于其各部分之和”可以毫不遲疑地應(yīng)用于測試 WiFi產(chǎn)品的設(shè)計(jì)上。無線網(wǎng)絡(luò)物理層和協(xié)議層不僅需要單獨(dú)測試，還要同時(shí)測試驗(yàn)證較高層是否能正常運(yùn)行。這種測試需要很多設(shè)備協(xié)同工作，包括射頻設(shè)備和數(shù)字設(shè)備，共同建立所需測試條件，并測量結(jié)果。

　　WiFi復(fù)雜的協(xié)議要處理網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)、空間與移動特性，一臺儀器無法用一個(gè)純數(shù)字圖形模仿所有這些參數(shù)。工程師們必須用射頻鏈接對這些參數(shù)進(jìn)行測試，以執(zhí)行速率自適應(yīng)功能、隱藏結(jié)點(diǎn)檢測功能，以及其他與信號強(qiáng)度有關(guān)的條件。

　　這一領(lǐng)域的WiFi測試最為困難。為了提供可重復(fù)的測試，DUT（待測設(shè)備）需要一種可控制的激勵(lì)。這意味著至少要將待測設(shè)備放在一個(gè)屏蔽罩內(nèi)，隔離雜亂信號的干擾。另外，激勵(lì)信號的強(qiáng)度必須可控，這就涉及到使用可編程衰減的問題。最后，為了仿真一個(gè)完整的網(wǎng)絡(luò)配置，必須要從一個(gè)獨(dú)立源產(chǎn)生多個(gè)激勵(lì)信號。

　　協(xié)議測試

　　可惜，現(xiàn)有的大多數(shù)射頻測試儀器都直接用單信號激勵(lì)DUT。在多信號環(huán)境下對設(shè)備的測試則需要使用多臺儀器。而協(xié)調(diào)多臺儀器信號建立使用起始聚集的測試設(shè)置的可重復(fù)測試條件則非常困難。

　　測試的設(shè)置需要使用復(fù)雜的接線方案，這種方案要對每個(gè)信號源作手工調(diào)校，再反饋給屏蔽罩內(nèi)的DUT；或者要將整個(gè)測試配置放在一個(gè)法拉第籠內(nèi)，這是一種可以阻止EM場外泄或進(jìn)入的金屬箱，這樣才能達(dá)到測試的可重復(fù)性。

　　而WiFi的移動特性使測試的設(shè)置更加復(fù)雜。測試必須設(shè)法重復(fù)DUT或激勵(lì)信號的移動過程，這樣才能對設(shè)備作徹底檢驗(yàn)。