在無線通信領域，每一次技術的迭代都是對現有標準的挑戰(zhàn)與超越。Wi-Fi7（802.11be）作為下一代無線局域網技術，以其突破性的效率，卓越的性能，深遠的歷史演進以及對射頻設計帶來的挑戰(zhàn)，正成為行業(yè)關注的焦點。R&S公司，作為全球領先的測試與測量設備供應商，以其專業(yè)的信號源和信號與頻譜分析儀解決方案，為Wi-Fi7的極致EVM測試提供了強有力的支持。讓我們通過這一系列文章展開一場對于Wi-Fi7測試的專業(yè)性分析。

在介紹測試方案之前，我們先簡單回顧一下Wi-Fi7的兩個技術背景，為我們后面的測試演示做個鋪墊。

Wi-Fi7引入的多資源單元（Multiple Resource Unit，MRU）是其獨有的特性，旨在提高頻譜效率和網絡性能。MRU允許在相同的信道上同時傳輸多個數據流，每個流可以分配不同的資源單元，從而實現更精細的資源分配。這一特性使得Wi-Fi7能夠更好地支持高密度網絡環(huán)境，提高多用戶并發(fā)性能，減少延遲。MRU還能動態(tài)調整資源分配，以適應不同用戶和應用的流量需求，提升網絡的整體吞吐量。此外，MRU靈活的幀結構，有助于實現更高效的上下行傳輸，為未來的Wi-Fi應用提供更強有力的支持。

前導碼打孔（Preamble Puncturing）技術是Wi-Fi7為了提高頻譜效率和網絡容量而引入的一項新技術。在傳統(tǒng)的Wi-Fi傳輸中，前導碼用于同步和信道估計，但他們占用了大量的傳輸時間。Wi-Fi7的前導碼打孔通過在部分子載波上省略前導碼，從而減少了對傳輸時間的占用，提高有效數據傳輸的比例。同時，打孔技術還可以根據不同設備的信號質量和距離，動態(tài)調整前導碼的打孔模式，以優(yōu)化每個設備的傳輸性能。

比如下面這個例子，40MHz和80MHz均有訪問點，如果發(fā)生這種情況，在左邊原先的調度方案中，因為其他客戶占用了小部分帶寬，我不能使用320MHz的信道了，而且還會失去其他的自由頻譜。當Wi-Fi7引入前導碼打孔后，右邊現在可以使用所有可用的頻譜，比如這里120MHz組合80MHz的信道，即使不能使用整個320MHz信道，但對有效利用頻譜達到目標吞吐量而言非常重要。

圖1 前導碼打孔提高頻譜利用效率

R&S公司提供了矢量信號發(fā)生器SMW200A和信號與頻譜分析儀FSW組成的Wi-Fi7測試解決方案，提供高精度信號生成與分析，其優(yōu)秀的EVM指標確保設備測試性能，多功能的分析模式為Wi-Fi7的靈活多變提供了保障。是Wi-Fi芯片與設備研發(fā)與產線測試的理想選擇。

圖2 SMW200A與FSW

SMW200A矢量信號發(fā)生器

主機頻率支持到67GHz

高達2GHz的調制帶寬

卓越的相位噪聲性能

集成MIMO和fading功能

信號與頻譜分析儀

主機頻率支持到90GHz

高達8.3GHz的分析帶寬

卓越的低相位噪聲和靈敏度

高動態(tài)范圍保證優(yōu)秀的EVM性能

我們來看看儀器的主界面，了解一下Wi-Fi測試的Setup：

※首先是SMW200A矢量信號發(fā)生器，用于產生Wi-Fi信號：

圖3 矢量信號發(fā)生器SMW200A測試SETUP

我們看到用戶界面可以在兩個信號通路（A和B）生成信號，在這里我們只激活了A通路，在該系列文章的第三部分我們會介紹關于雙通道MIMO情景的測試會用到B通路。UI中的框圖展示了信號發(fā)生器的不同階段，當然這也是Wi-Fi信號產生的具體流程，包含基帶信號生成階段，可選的衰落模型和高斯白噪聲模塊，右邊是I/Q調制器可以支持IQ幅度相位調整和IQ信號輸出，然后是RF模塊做射頻域參數設置。射頻的頻率和信號幅度可以分別通過左右上角的界面進行設置。主要是基帶部分需要選擇WLAN標準，發(fā)生器能夠生成各式不同標準，不同信號制式可以占用同一頻段，Wi-Fi7也是如此。基帶模塊內部還可以對信號的細節(jié)進行進一步的剖析設置，比如帶寬，數據內容調制方案，PPDU幀結構，符號時長保護間隔，信令模擬方案，多用戶等等。

※再來看下FSW信號與頻譜分析儀，用于分析Wi-Fi信號：

圖4 信號與頻譜分析儀FSW測試SETUP

我們選擇進入WLAN選件，只需要設置想要分析的中心頻率和Wi-Fi信號制式，比如802.11be，剩余操作都會由自動檢測功能完成分析了。該功能自動匹配抓取時間和采樣率并對設定的信號參數進行處理。在這里的左下角已經生成了一個解調后得到的星座圖，可以看到是4096QAM，右側是EVM測試結果表格，而上面是信號的時域波形，描繪了信號在1ms時間內的幅度變化，占空比信息。當然，還有更多的功能比如幀結構內部的字段，細節(jié)解調信息，解碼信息等可以在Display Config功能內部調用出來分窗口進行顯示。

下面我們通過幾個典型的例子來看看真正的Wi-Fi7信號，把我們剛才介紹的一些知識點與實際應用串聯(lián)起來，看一下如何生成與分析Wi-Fi信號，并讓大家對儀器的功能有一個初步的了解。

打孔頻譜發(fā)射模板（Punctured SEM）

根據以往的Wi-Fi標準，最顯然的是物理層的測量，比如下行的頻譜平坦度，頻譜模板，上行的靈敏度，信道抑制等。Wi-Fi7引入了新的320MHz頻譜模板，因為原理相同這里我們不再贅述。前面我們介紹到了前導碼打孔技術，那么打孔的頻譜模板也應運而生，它為我們信道的配置提供了更多的可能性。

我們這里先用矢量信號發(fā)生器SMW發(fā)一個320MHz帶寬，MRU配置是3*996+484形式的Wi-Fi7信號，進入信號發(fā)生器基帶模塊的802.11選件，在PPDU configuration中我們可以看到，通過定義MRU Index在位置4上得到一個缺口，也就是說這40MHz帶寬可以彈性分配一個獨立的數據包來允許更多的并行傳輸。當然這個缺口位置是可以根據需要自定義修改的，總共支持1-7不同的位置，MRU Index等于0時表示不使用任何打孔。

圖5 Wi-Fi7信號PPDU配置

現在我們來看看信號與頻譜分析儀FSW，此時采用默認的頻譜模式，注意頻譜本身，出現了一個對應4號位置的40MHz缺口。在這里，因為符合協(xié)議打孔頻譜的條件，就可以定義一個特殊的打孔頻譜發(fā)射模板來規(guī)定該信號的安全性，保證Wi-Fi信號不會相互影響。

圖6 Wi-Fi7信號打孔頻譜模板

為了進一步觀察信號中的細節(jié)與解調信息，我們可以進入WLAN模式來分析，主界面中顯示了信號的時域波形，星座圖，EVM及其他參數的指標，初步展示物理層的信號質量。

圖7 Wi-Fi7信號的解調

在這里我想很多朋友會問了，光有這些基礎的物理層參數好像還不夠吧？當然，WLAN選件中為了表征信號的細節(jié)信息，我們需要在Display config里面把Signal Field拖入主界面，就能得到關于信號幀結構中各個字段的具體描述了。Wi-Fi7信號的幀結構包括傳統(tǒng)部分，為了與以前的Wi-Fi信號兼容，但更多的興趣集中在Wi-Fi7的新部分。比如EHT通用信號部分，提供標準自身相關信息，前導碼信息也與以前的Wi-Fi標準不同。U-SIG-1部分的B0-B2清楚表征了物理層版本號，后面幾個比特顯示帶寬為320MHz，包括上下行，BSS著色等信息，都可以和信號發(fā)生器中設置的參數一一對應。整個320MHz帶寬的信號會分為幾個80MHz不同的數據包一一展示比特位，U-SIG-2部分的B3-B7可以看到打孔信息設置為4，表示前導碼的信令，和我們頻譜缺口位置也對應上了，B9-B10還可以看到信令位的調制方式，可謂是信息量滿滿，對于Wi-Fi7研發(fā)和算法開發(fā)的用戶工程師來說測試變得簡單了許多。

圖8 Wi-Fi7信號字段分析

END

羅德與施瓦茨業(yè)務涵蓋測試測量、技術系統(tǒng)、網絡與網絡安全，致力于打造一個更加安全、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，通過發(fā)展尖端技術，不斷突破技術界限。公司領先的產品和解決方案賦能眾多行業(yè)客戶，助其獲得數字技術領導力。羅德與施瓦茨總部位于德國慕尼黑，作為一家私有企業(yè)，公司在全球范圍內獨立、長期、可持續(xù)地開展業(yè)務。