5G-WiFi时代将到来 802.11ac测量大厂如何应对?

【导读】最新的一项市场调查中，研究人员预计：到2015年，每年将有超过10亿台IEEE 802.11ac 无线通信设备投入使用。这是一个相当惊人的数字。毋庸置疑，5G-WiFi时代浪潮正席卷而来，随着下一代WLAN技术标准802.11ac/ad的快速演进，802.11ac成为802.11n的继任者已是不争的事实。

摘要：  最新的一项市场调查中，研究人员预计：到2015年，每年将有超过10亿台IEEE 802.11ac 无线通信设备投入使用。这是一个相当惊人的数字。毋庸置疑，5G-WiFi时代浪潮正席卷而来，随着下一代WLAN技术标准802.11ac/ad的快速演进，802.11ac成为802.11n的继任者已是不争的事实。

关键字：  5G-WiFi时代，  WLAN技术标准，  802.11ac，  应对方案

最新的一项市场调查中，研究人员预计：到2015年，每年将有超过10亿台IEEE 802.11ac 无线通信设备投入使用。这是一个相当惊人的数字。毋庸置疑，5G-WiFi时代浪潮正席卷而来，随着下一代WLAN技术标准802.11ac/ad的快速演进，802.11ac成为802.11n的继任者已是不争的事实。

为让各位读者对802.11ac有基本认识，先简单回顾下历史，802.11ac项目早在2008年上半年就已经着手开始，当时被称为“Very High Throughput”(甚高吞吐量)，目标直接就是达到1Gbps。到2008年下半年的时候，项目分为两部分，一是802.11ac，工作在6GHz 以下，用于中短距离无线通信，将成为802.11n的继任者，另一个则是802.11ad，工作在60GHz，市场定位与UWB类似，主要面向家庭娱乐设备。千兆Wi-Fi 梦想即将照进现实，IEEE正在全面制定802.11ac标准工作，2011年11月IEEE已基本完成对802.11ac和802.11ad标准的制定，到2012年12月已放出正式的版本，最终版或在2013年底通过认可。

那么，全球知名测试测量厂商都准备好了吗?都有哪些应对方案?

1、安捷伦

802.11ac信号产生和分析解决方案

随着下一代WLAN技术标准802.11ac/ad的快速演进，安捷伦还推出了用于802.11ac 信号生成的Signal Studio软件和单通道及多通道MIMO802.11ac信号分析解决方案。其中，单通道信号分析方案包括业界首个用于高性能PXA信号分析仪的160 MHz分析带宽选件，以及用于2x2和4x4 MIMO 802.11ac的模块化矢量信号分析仪M9392A。

“160MHz 的高带宽信号分析是全面分析802.11ac所支持带宽的必要条件。”安捷伦科技公司微波与通信产品事业部业务开发经理刘斌说，安捷伦Signal Studio for WLAN软件支持具有BCC或LDPC信道编码、所有MCS编码以及单用户或多用户MIMO(多达4X4)的802.11ac波形生成。Agilent ESG、MXG或PSG矢量信号发生器和PXB基带发生及信道仿真器可生成高达80MHz带宽的信号，使用安捷伦两款矢量信号发生器可支持160 MHz带宽的信号生成。

“通信技术，尤其是无线技术，近几年来发展特别快。我们用的手机从2G、3G，到现在的LTE-Advanced，无线连接技术从电脑上、手机上的 802.11a/b/g/n，现在速率可以达到几百兆，向802.11ac/ad发展。应对这些无线通信技术，非常需要测试技术的配合，来保证这个技术的顺利实施。更快速的数据业务，是我们整个无线通信领域往前发展的一个源动力。”刘斌特别指出。

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2、美国国家仪器(NI)

PXI+FPGA效能升级　802.11ac测试效率大跃进

新一代802.11ac标准带来许多挑战，相信许多测试工程师正忙着找出最合适的测试设备。而要以旧方法找出效能最佳的单机台仪器显然是完全不可行，肇因于现今测试工程师是时间、成本、空间等资源有限，须进一步减少空间，且缩短测试与开发时间，同时还能为公司精简预算，因此厂商若能提供使用者可设定功能的现场可编程门阵列(FPGA)架构仪器，协助测试工程师解决这些挑战，对工程师来说，无非是工作上的一大助益。本技术文章的重点在于特地使用开放式 FPGA来测试802.11ac标准的优势。

无线区域网络(WLAN)分析工具组的软体人机介面可搭配PXI仪器使用，提供快速的产生或撷取功能。使用者可将分析软件人机介面用于已调变或频谱量测作业;也可将两个小封装热插拔收发器(SFP)搭配最多四个PXI仪器，打造4×4多重输入多重输出(MIMO)的设定配置。

图1 802.11ac频带配置图

802.11ac于5GHz频带运作，强制频宽则为20、40、80MHz;160MHz支援功能目前仍属于选择性的。此外，测试人员也可选择非邻近的 80+80MHz发射(TX)与接收(RX)频宽。根据IEEE目前的规定(图1)，802.11ac标準须在5GHz频带内与802.11a和 802.11n向下相容，确保不会彼此排斥。其他的强制规格还包含80MHz频宽、256QAM调变、最多八个空间串流与多个使用者的MIMO功能。

NI 802.11ac测试仪器如何获得市场青睐?

诸如802.11ac的下一代无线通信标准，可以为消费者带来数据传输速率的显著提升，然而这同时也使得设计和测试这种无线产品充满挑战。当今的工程师必须要面对复杂的多通道无线测试，如8x8 MIMO。此外，可选的160MHz规范的带宽要求非常高，工程师们必须随着带宽的不断增加，确保测量的高质量。最后，在自动化测量中，测量的复杂性将随着测量速度的增加而增加。考虑到802.11ac信号的解调需要提高一个数量级的信号处理能力，802.11ac的测量速度要求也是一个需要关注的问题。

展望未来，可以看到软件定义的PXI测试设备将处于测试下一代无线通信标准的前沿位置。National Instruments于2012年1月发布了测试下一代802.11ac WLAN芯片组和设备的先行支持，并于巴塞罗那举办的世界移动通信大会(MWC)上展示了最新的802.11ac测试解决方案，能够支持包括 20，40，80和80+80 160MHz各种带宽的信号接收(Rx)和发送(Tx)，并支持高达4X4 MIMO的配置。因此，NI测试解决方案具备足够的灵活性，除了802.11ac，同样可以测试802.11a/b/g/n设备。[!--empirenews.page--]

“通过支持最新的WLAN标准，802.11ac，我们展示了NI公司的软件定义的模块化测试系统的力量”， NI首席执行官和公司创始人James Truchard博士表示， “我们的模块化测试平台提供了更快的测试时间和更低的投入成本，并通过与LabVIEW相结合，帮助工程师研究、验证、测试最新的无线标准及设备。

基于NI PXI平台的802.11ac 测试方案主要特性：

调制方式最高可达256 QAM;

可支持4X4 MIMO;

通道带宽包括20， 40， 80， 以及80+80， 160 MHz;

可支持LDPC， STBC和AMPDU;

可支持NI LabVIEW， ANSI C， 以及Microsoft Visual Studio等多种开发环境。

NI正在与一些前沿的合作伙伴，包括芯片供应商，OEM厂商和电子制造服务(EMS)提供商展开合作，测试最新的802.11ac设备。采用软件定义的PXI测试平台可以满足最新的移动通信规范和无线连接标准。无论是智能手机、平板电脑等消费电子产品，还是开发板(reference design board)、无线收发器等嵌入式产品，NI解决方案可测试各类移动通信设备和芯片。PXI所带来的诸如模块性、灵活性以及强大的信号处理能力等优势，将使其在不远的将来越发成为测试和测量领域的主要技术平台。

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3、罗德与施瓦茨(R&S)

R&S FSW信号与频谱分析仪支持带宽达160 MHz的IEEE 802.11ac WLAN信号分析

新型IEEE 802.11ac WLAN标准提供前所未有的1 Gbit/s及以上的高数据吞吐率，目前标准仍在制定中，但是802.11ac芯片和模块的开发人员可以使用R&S FSW，以无可比拟的精度在全带宽内分析WLAN信号。 此外，罗德与施瓦茨公司也提供用于符合标准的WLAN信号产生的仪表。

2012.6.18 - 罗德与施瓦茨公司为研发实验室配备了满足未来WLAN标准要求的测试测量仪表，基于成熟OFDM机制的IEEE 802.11ac定义了20/40/80/160 MHz多种带宽。如果采用256QAM调制方式，8 MIMO的数据流以及四倍于之前标准IEEE 802.11n的带宽，可支持高达6.9 Gbit/s的数据速率。不久之后，无线高清视频传输将成为可能。

与此同时，罗德与施瓦茨公司也扩展了矢量和基带信号发生器的功能，使之包含IEEE 802.11ac标准。只要配备R&S SMx-K86选件，这些仪表就能产生20 MHz， 40 MHz和80 MHz带宽的信号。R&S WinIQSIM2™软件中的SMx-K286功能模块也可以用来产生相应的信号。R&S AFQ100B基带信号发生器和R&S SGS射频信号源的组合是用于相邻和非相邻80 MHz + 80 MHz或160 MHz带宽信号产生的理想解决方案。

支持IEEE 802.11ac WLAN信号分析的R&S FSW-K91/K91ac选件以及R&S FSW-B160带宽扩展选件都已发布;用于IEEE 802.11ac WLAN信号产生的R&S SMx-K86和R&S SMx-K286选件适用于R&S SMU200A，R&S SMJ100A，R&S SMATE200A，R&S SMBV100A信号发生器，以及R&S AMU200A和R&S AFQ100A/B基带发生器。

4、莱特菠特(LitePoint)

业界首个802.11ac生产测试解决方案IQxel

无线测试解决方案的领先供货商莱特菠特(LitePoint)推出业界首个生产测试解决方案，用来测试802.11ac标准的高处理量无线设备。 莱特菠特IQxel是一种易于部署的单机箱测试解决方案，可快速地测试802.11 a/b/g/n/p/ac以及蓝牙1.0、2.1、3.0和4.0设备。

IQxel采用针对莱特菠特原有的测试设备所写的测试程序，使客户能够直接从IQflex和IQview过渡至802.11ac技术设备。利用莱特菠特的100多种IQfact芯片测试软件解决方案，客户可在数天内迅速实现量产。

IQxel可测试802.11ac 80 MHz及160 MHz SISO和MIMO设备，提供802.11ac中256 QAM调变所需的高性能EVM(误差向量幅度)测量能力。凭借其单一底架设计，加上被测设备连接处的射频测量装置已完全校准，IQxel在生产环境中提供稳定的测试良率和可靠性。

电子发烧友网编辑注意到，为快速在802.11ac未来热点市场中占据市场份额，莱特菠特与博通强强联合，共同在802.11ac测试测量方案上进行无缝合作，相信未来快速增长的802.11ac应用市场，将加速推升目前这个正在快速暂露头角的莱特菠特公司的发展。

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5、艾法斯(Aeroflex)

艾法斯为S 系列产品线增加WLAN 802.11ac 信号发生和分析功能

艾法斯已经为其S系列射频信号发生器和分析仪产品线增加了IEEE 802.11ac功能。S系列于2010年首次推出，它们以中档价位提供了业内顶级的性能。

因为专为工程师们在无线局域网(WLAN)领域内的研究、设计和制造应用而设计，SGD 射频数字信号发生器和SVA 矢量信号分析仪都具有新的802.11ac功能。

SGD的综合性WLAN信号发生套件现在已针对802.11ac更新，可支持20、40、80、80+80和160 MHz带宽以及高达8个的空间数据流。通过使用艾法斯的IQCreator 波形发生软件的一种嵌入式版本，802.11ac波形能很快地在信号发生器中产生并被应用。

6、安立知(Anritsu)

安立知无线测试仪/TRx测试模组支援802.11ac

安立知公司(Anritsu company)全新的 Anritsu MT8870A 通用无线测试仪及 MU887000A TRx 测试模块，装设四个独立控制的 MU887000ATRx 测试模块于 Anritsu MT8870A 后即可执行在各项无线功能下的 RF 性能平行测试。

MU887000A 模块支持160MHz的测量带宽，以确保其于最新一代行动通讯和短距离无线通信标准(包含LTE Advanced及WLAN 802.11ac)之测试能力，加装测试软件及波形量测选项后，即可执行WLAN 802.11ac Tx及Rx量测。[!--empirenews.page--]

装设MU887000A 模块的Anritsu MT8870A 是由外接PC控制，可执行多种无线标准的RF测试。集多功能于一身的Anritsu MT8870A ，于装设 MU887000A 模块后，即可支持各种无线通信系统所需执行的测试，完全巅覆在产线测试时需要为各通讯系统分别设置专用测试仪器的刻板印象。

每一MU887000A 模块均支持所有主要的行动通讯规格(如： LTE-FDD 、 WCDMA / HSPA 、 GSM / EDGE 、 CDMA2000 、 1xEVDO )及短距离无线通信标准(如： WLAN 802.11abgn 、 WLAN 802.11ac 、 Bluetooth )下的发射功率、调变精确度及接收灵敏度量测。 MU887000A 模块具160MHz的标准测量带宽，加装Tx测试软件及波形量测选项后更可轻松地支持 WLAN 802.11acTRx 的精准量测。

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从核心技术来看，802.11a c是在802.11a无线Wi-Fi标准之上建立起来的，包括将使用802.11a的5GHz频段。不过在通道的设置上，802.11ac将沿用802.11n的MIMO(多进多出)技术，为它的传输速率达到1Gbps打下基础。作为11n的延续，ac主攻6GHz以内的频段，同时主打传输应用，通过将单通道频率提升来达到千兆传输的目标。

面会巨大的市场，知名半导体厂商包括高通、博通(Broacom)、Microsemi、Triquint、Marvell、飞思卡尔、联发科(雷凌)、QualcommAtheros、瑞昱等，皆纷纷投入802.11ac芯片研发。美国博通公司在2012年初已宣布推出第一个基于第五代Wi-Fi(5G WiFi)的IEEE 802.11ac芯片。Microsemi公司也宣布发布以硅锗(SiGe)技术为基础的4G RF前端模块(FEM)突破性技术平台，开发下一代IEEE 802.11ac无线网络(WLAN)前端模块。联发科 (MediaTek， Inc.) 自合并雷凌科技后快速推出首款可支持802.11ac 无线路由器的 Wi-Fi SoC 芯片解决方案 RT6856。

毫无疑问，802.11ac 的出现由其特定应用催生，对我们而言，肯定也有其特别意义。然而，站在测试测量厂商角度来思考，802.12ac终端设备将会如雨后春笋般冒出，市场需求给测试测量厂商带来新的商机，但新的测试技术要求也给测试测量厂商带来全新的挑战。全球测量技术会如何演进?电子发烧友网与你一起期待。