如今，我們很難想象沒有無線區域網絡(WLAN) 的生活會是什么樣子。 事實上，WLAN或Wi-Fi技術可延伸至多款產品，如接入點、路由器，以及手機。 由于WLAN設備的市場正不斷擴大，因此更有許多人投入WLAN測量工程師的行列。 本技術白皮書主要闡述了WLAN測試選項的基本概念，并對物理層進行了概述。 本文還探討了如何使用軟件定義的視頻測量系統，以快速并精確執行完整的WLAN測量。 在閱讀完本技術白皮書后，對WLAN測試不熟悉的工程師，也可了解基本的測量類型。

1. WLAN物理層介紹

WLAN標準是根據IEEE 802.11工作小組所定義并維護的，其中包含芯片制造商和接入點制造商。 此團隊已經定義了多個802.11標準 – 從802.11a到802.11z均囊括在內。 然而，對WLAN設備而言，最常見的協議為IEEE 802.11a、b、g，與n。

在1999年，工作團隊為WLAN設定了802.11a與802.11b標準。 若將IEEE 802.11a標準設定為5 GHz的未授權工業、科學與醫療(ISM)頻帶，則可達到最高54 Mb/s的傳輸率。 相對來說，IEEE 802.11b標準則可于2.4 GHz ISM頻帶上達到最高11 Mb/s的信息傳輸率。 2003年發布的IEEE 802.11g，也可在2.4 GHz的ISM頻帶達到最高54 Mb/s的數據傳輸率。 IEEE 802.11n為目前最新的版本，其中整合如多重輸入/輸出(MIMO)與并行通道的功能，可于2.4與5 GHz頻帶中達到300 Mb/s的數據傳輸率。

WLAN所使用的2組基本傳輸構架，分別為直接序列展頻(DSSS)與正交頻多分工(OFDM)。 此外，其內在的調制架構包含CCK，以及BPSK與64-QAM等正交架構。 表1即為使用特定傳輸構架與調制類型的標準。

表1. 多個802.11版本所使用的傳輸構架與調制類型

與WiMAX(IEEE 802.16d/e)和3GPP長期演進技術(LTE)的OFDM構架標準不同，WLAN的OFDM信號中，所有子載波均使用相同的調制架構。 因此對IEEE 802.11a/g信號而言，調制構架可直接影響最大傳輸率，與特定信號的編碼速率。 表2呈現了此關系。

表 2. 數據傳輸率、編碼速率，與突發間隔時間的關系

在表2中如54 Mb/s的高信號傳輸率，則必須使用如64-QAM的高位調制構架。 更進一步來說，1024數據比特的標準突發間隔，將大幅高于低位的調制構架。 當要提升測試系統的測量速度時，必須先了解較長突發間隔與較長測量時間的關系。 一般來說，當在單一突發上執行誤差矢量幅度(EVM)測量時，若能使儀器設定僅采集所需的測量資料，即可加快測量速度。 舉例來說，當測量64-QAM突發時，若將采集時間長度設定為200 μs，則其測量速度可高于10 ms或以上的時間長度。

2. 射頻虛擬儀器概述

只要通過NI軟件定義的WLAN測試，即可選擇多款儀器來測試WLAN設備。 本技術白皮書概述了虛擬PXI測量系統的構架，從而說明傳統儀器和虛擬儀器之間的差異。

PXI儀器整合高性能的多核心控制器、高速 PCI/PCI Express數據總線，與經優化的測量算法，可達到業內首屈一指的測量速度。 WLAN測量所使用的軟件即為NI WLAN測量套件，其中包含NI WLAN分析與WLAN生成工具包。 推薦使用的NI硬件有NI PXIe-5663矢量信號分析儀與NI PXIe-5673矢量信號生成器。 NI PXIe-5663可進行10 MHz至6.6 GHz的信號分析，并可達最高50 MHz的瞬間頻寬。 NI PXIe-5673則可產生85 MHz至6.6 GHz的信號，并達到最高100 MHz的瞬間頻寬。 其中任1組儀器均可搭配其他生成器或分析器，以執行相位相干測量。 圖1則為常見的WLAN設備測試系統設定，并具備矢量信號生成器與矢量信號分析儀。

圖1. 進行WLAN測量的PXI系統

軟件定義的儀器，特別適用于自動化測試應用。 從構架上來說，PXI模塊化儀器與傳統儀器的主要差異，即為其處理核心。 雖然這兩組系統使用多個相似的組件，但其主要區別在于PXI系統可使用高性能的多核心中央處理單元(CPU)。 圖2即為具備多個相同核心組件的傳統與PXI儀器，包含記憶體、高動態范圍的模數轉化器與高性能射頻前端。

圖2. 用戶定義的CPU是PXI射頻儀器的必要組件。