1、WLAN產品基礎介紹深圳愛貓網絡新媒體科技有限公司 家用服務器產品部 徐雷2內容通信產品開發基本流程簡介WLAN標準簡介wifi關鍵指標常見組網模型無線路由器硬件架構實例通信產品開發基本流程簡介通信產品開發基本流程簡介產品評審委員會產品評審委員會 ( PRB)跨部門團隊結構化流程 業界比較流行的產品開發流程業界比較流行的產品開發流程4通信產品開發基本流程簡介通信產品開發基本流程簡介業務評審業務評審根據公司業務戰略、產品戰略、市場情況，獲利能力，資源的可獲得情況和風險等，在產品開發決策評審點做出“項目繼續/項目終止”的決策，包括概念決策、計劃決策和市場發布決策，以及生命周期終止決策。l PDR

2、Plan Decision Review. 決定產品是否繼續開發。l ADR Availability Decision Review. 決策產品是否可以推向市場.5通信產品開發基本流程簡介通信產品開發基本流程簡介l TR1 產品需求規格的評審。關注產品需求規格的完備性 l TR2 產品總體設計的評審 。重點關注產品設計需求映射到產品設計規格的完備性。l TR3 模塊概要設計（HLD）的評審 。確保產品設計規格已經完全、正確地在各模塊概要設計中得到體現l TR4 各模塊實現評審 。評估該模塊能否進入樣機測試。l TR5 樣機評審。對產品/樣機整體的設計穩定性和技術成熟度的評估 l TR6 轉產

3、評審。評估生產級的技術成熟度和制造能力達到轉量產要求技術評審技術評審(Technical Review )(Technical Review ) 通過技術評審，幫助研發人員盡早發現產品開發中存在的問題和風險，及時采取相應的解決方案和行動計劃，保證研發質量，減少研發浪費。6通信產品開發基本流程簡介通信產品開發基本流程簡介產品開發團隊架構圖產品開發團隊架構圖結合我司實際的結合我司實際的ODMODM產品開發流程產品開發流程通信產品開發基本流程簡介通信產品開發基本流程簡介WLANWLAN標準簡介標準簡介WLANWLAN標準簡介標準簡介信道（ChannelChannel）無線信道類似于車道；無線信道不是

4、獨占的，而是所有同信道的AP共用的；相同信道上工作的AP會降低吞吐量；WLANWLAN標準簡介標準簡介2.4GHz 2.4GHz 信道分布信道分布每個信道的帶寬是22MHz，不同國家能夠使用的信道是不一樣的只有3個互不重疊的信道：1,6,11 (或者2,7,12)1-13信道頻率：2412+(n-1)*5 MHz2.4G頻帶2.4G2.4835總共83.5M信道帶寬WLANWLAN標準簡介標準簡介不同國家的不同國家的2.4GHz2.4GHz信道信道信道標識符信道標識符頻率（單位：頻率（單位：MHz）調整域調整域美國美國EMEA日本日本世界其它地區世界其它地區12412XXXX22417XXXX

5、32422XXXX42427XXXX52432XXXX62437XXXX72442XXXX82447XXXX92452XXXX102457XXXX112462XXXX122467-XXX132472-XXX142484-X-WLANWLAN標準簡介標準簡介5GHz 5GHz 信道分布信道分布WLANWLAN標準簡介標準簡介工作在5G頻段的有11a/n/ac,11a信道帶寬20MHz，11n信道帶寬20M/40MHz可選，11ac信道帶寬20M/40M/80M/160M可選5G頻段帶寬：5.155.35,5.7255.825共300M信道帶寬中國開放的信道36,40,44,48,52,56,60

6、,64以及149,153,157,161,165信道WLANWLAN標準簡介標準簡介不同標準對比不同標準對比WLANWLAN標準簡介標準簡介WLANWLAN標準簡介標準簡介WLANWLAN關鍵指標關鍵指標1 Transmitter Power 發送功率2 Transmit Spectrum Mask 發送信號頻譜模版3 Frequency Error 頻率誤差4 EVM 矢量誤差幅度 5 Spectral Flatness 頻譜平坦度6 Receiver Sensitivity 接收靈敏度7 Conductive Throughput Test 吞吐量1. Transmitter Power

7、1. Transmitter Power 發送功率發送功率 發射功率無統一標準，需根據實際情況靈活應用。可是，對于室內設備，北美最大功率不超過30dBm，中國及歐洲國家最大功率不超過20dBm，日本最大功率不超過22dBm。在中國如果超過20dBm，需要中國無線電委員會備案。 發送功率表征的是待測物發送無線信號強度的大小，在滿足頻譜模版、EVM性能的前提下，功率越大，其性能越好，在實際應用中表現為無線覆蓋范圍越大。 測量發送功率使用IQview/nxn/Iqxel進行測量。WLANWLAN關鍵指標關鍵指標發射功率有天線口發射功率（PA輸出功率減去線損，盡量減少線損）和空口發射功率（用等效全向發

8、射功率EIRP描述，天線口發射功率+天線增益）之分，用功率譜密度描述，取RMS值衡量。WLAN設備的發射功率，單位mW或dBm；dBm為分貝毫瓦，是以1mW相比的對數值。dBm = 10 log (Power / 1mW)1mW = 0dBm, 10mW = 10dBm100mW=20dBm每下降3dB，功率減少一半，負的dBm表示功率小于1mWWLANWLAN關鍵指標關鍵指標2. Transmit Spectrum Mask 2. Transmit Spectrum Mask 發送信號頻譜模版發送信號頻譜模版使待測產品處于發射狀態，用矢量信號分析儀或IQview/nxn/IQxel觀察其波形

9、，其頻譜模版在下圖所示藍色粗實線以下為合格，在發送功率滿足要求的前提下，頻譜模版越小且離藍色粗實線越遠，其性能越好。 11b/g/a發射功率頻譜模板應分別符合以下要求：b模g/a模WLANWLAN關鍵指標關鍵指標20M帶寬11n、40M帶寬11n發射功率頻譜模板應分別符合以下要求：無線頻譜模版可以測量發送信號的質量和對相鄰信道的干擾抑制能力。20M n模40M n模WLANWLAN關鍵指標關鍵指標3. Frequency Error 3. Frequency Error 頻率誤差頻率誤差頻率誤差表征射頻信號偏離該信號所處信道中心頻率的大小，通常以IQview/nxn/IQxel或矢量信號分析儀

10、來測量，單位為ppm。 Freq Err (kHz)與Sym. Clk (ppm)轉換 舉例：Freq Err：10.34kHz；carrier frequency：2.412GHz 1) % change of frequency=10.34k/2.412G=0.000429% 2)ppm=0.000429%*1000000=4.29ppm 測試頻率誤差要求：25ppm （802.11b）20ppm（802.11g/a/n/ac） 頻偏越小越好，在實際的硬件電路設計中，晶振性能的一致性影響WIFI產品頻率誤差的一致性，在晶振的選型上，要將性能與成本做折中考慮。確定晶體負載電容公式：CL=C1

11、C2/(C1+C2) + Cstray其中 ：Cstray是存在于電路中的寄生電容，通常為25pF. C1,C2為我們電路中所用的并聯諧振的負載電容。 WLANWLAN關鍵指標關鍵指標4. EVM 4. EVM 矢量誤差幅度矢量誤差幅度 EVM是error vector magnitude的縮寫，他表征的是一個給定時刻理想無誤差基準信號與實際發射信號的向量差，如下圖所示。b模 EVM spec：35%20log(35/100)= -9.12dbIEEE 中g模 EVM spec:WLANWLAN關鍵指標關鍵指標1.在AP處于發送狀態時，EVM與發送功率相關聯：發送功率越大，矢量誤差被放大的越多

12、，體現在測試結果上，就是EVM越大即發送信號質量越差。2.在AP的無線指標中，EVM是發送狀態時一個非常重要的指標，它是表征信號發送質量的好壞的一個指標。3.在實際應用中，我們要在發送功率和EVM間取一個折中，發送信號功率不能太大的原因。EVM越大，說明信號受到的干擾越大，接收到的信號質量越差；反之，干擾小，接收到的信號質量就好。EVM有幅度偏差、頻率偏差、相位偏差之分。功率放大器的非線性失真影響幅度偏差，I/Q信號同步影響相位偏差，本振的噪聲和電源噪聲影響頻率偏差，影響EVM因素主要有功率放大器的非線性失真、噪聲、以及供電環境。WLANWLAN關鍵指標關鍵指標5. Spectral Flat

13、ness 5. Spectral Flatness 頻譜平坦度頻譜平坦度我們要求平坦度測試曲線必須要在上圖所示的兩條紅線的范圍之內，頻譜平坦度的平坦與否影響無線信號的連接性能。反映信號子載波的功率變化，它測量每個子載波的平均功率對所有子載波的平均功率的偏移。11b沒有平坦度，是因為其采用的調制方式時單載波調制，11g/n/ac采用的是OFDM調制方式。WLANWLAN關鍵指標關鍵指標6. Receiver Sensitivity 6. Receiver Sensitivity 接收靈敏度接收靈敏度接收靈敏度是表征待測物接收性能的一個參數，接收靈敏度越好，其接收到的有用信號就越多，其無線覆蓋范圍

14、越大。接收靈敏度可以用IQview/nxn來測量，在測量接收靈敏度時，要使待測設備處于接收狀態，用IQview/nxn的信號發生器發送特定的包文件，在IQview/nxn操作軟件上更改信號輸出功率，直到PER（%）（誤包率）滿足規范規定的要求（11b PER:8%, psdu length :1024bytes; 11g,11a PER:10%, psdu length:1000bytes; 11n PER:10%, psdu length :4096bytes）。接收靈敏度為IQview/nxn上的信號輸出功率與IQview/nxn/IQxel和待測件之間的cable、衰減器、DC Bloc

15、k等總的衰減值之差。接收靈敏度應滿足如下要求：WLANWLAN關鍵指標關鍵指標舉例：如果WiFi測試的數值為83dBm，總的衰減為2dBm，那么測試得到的接收靈敏度為-83-285dBm。WLANWLAN關鍵指標關鍵指標7. 7. Conductive Throughput TestConductive Throughput Test 吞吐量吞吐量吞吐量是指在沒有幀丟失的情況下，設備能夠接受并轉發的最大數據速率。 吞吐量沒有標準，但一般滿足以下規格：11n 上、下行均要滿足70Mbps(2T2R,HT20)；140Mbps(2T2R,HT40)具體吞吐量與芯片平臺處理能力有關，制定標準時一般需

16、要參照競品。除了屏蔽環境下吞吐量，為了改善用戶體驗，還需要測試室內覆蓋、室外覆蓋、干擾環境吞吐量以及穿墻等。WLANWLAN關鍵指標關鍵指標常見組網模型常見組網模型SSID：Service Set ID區分不同WLAN服務單元的標識（“網絡名字”）無線是無形，需要標識來表示一個WLAN網絡服務單元SSID是一個統稱，不同的組網方式，SSID有不同的稱呼ESSID：Extend Sevice Set IDBSSID：Basic Service Set ID（AP的MAC地址）不同的AP可以使用相同的SSID（組成了ESS）最大32個字符，可以是任何字符常見組網模型常見組網模型無線站點接入無線站點

17、接入3 3步走步走1.掃描：獲取周圍AP的信息(SSID, 加密, 速率)，主動/被動掃描2.認證：Open或Shared認證3.關聯：成為AP關聯的站點Probe RequestProbe ResponseAUTHAUTHAssociation RequestAssociation ResponseData 掃描方式掃描方式被動掃描 (必須的)：STA掃描各個頻道，從所有的可能AP得到Beacon幀,并且得到他們的強度。Beacon幀周期的從AP發出，它包含AP的同步信息主動掃描 (可選的)：STA通過廣播探測請求幀試圖去查找一個AP，附近的所有AP響應探測請求兩者都支持，決定于能量消耗和性

18、能的權衡當STA決定了去加入哪個BSS時，下一步進行認證過程常見組網模型常見組網模型常見組網模型常見組網模型認證過程認證過程開放的系統認證 (必須的)： STA發送認證申請給AP AP響應認證申請共享系統認證 (選擇的)： STA發送認證需求給AP AP把詢問文本放到響應幀里 STA用它的WEP關鍵字來加密詢問文本，并把它發送回AP AP解密詢問文本并和最初的文本進行比較，然后發送認證應答幀給STA常見組網模型常見組網模型無線安全：WEPWEPWEP：Wired Equivalent Privacy 隨802.11標準提出 RC4加密算法 2種強度：40bits和104bits Initial

19、ization vector (IV) = 24 bits WEP2：128bit IV長度不夠，導致重用IV，容易破解如果不是share認證，即使WEP密碼錯誤，站點端顯示的還是連接上，只是不能正常數據通信。常見組網模型常見組網模型無線安全：無線安全：WPA / WPA2WPA / WPA2WiFi組織基于IEEE802.11i標準提出 WPA：草案的IEEE802.11i標準 WPA2：正式的IEEE802.11i標準WPA 128bits RC加密算法 每個數據幀采用一個密碼 TKIP動態密碼管理協議WPA2 采用AES加密算法 支持128bits,192bits,256bits CCM

20、P密碼管理協議 支持緩存密鑰和預認證2種模式 WPA Enterprise：采用802.1x認證（EAP-TLS,EAP-TTLS, PEAP等） WPA Personal：采用PSK（預共享密鑰）WPA和WPA2可以共存，TKIP和CCMP也可以共用常見組網模型常見組網模型WPS (Wi-Fi Protected Setup)WPS (Wi-Fi Protected Setup)類似稱呼：QSS / SES / AOSS / EZ-SETUP 為了解決無線安全設置比較繁瑣、專業性強的問題過程 站點通過WPS協商過程獲得AP當前的無線安全設置(SSID, 安全模式，密碼)正常接入到BSS2種常

21、見的啟動WPS協商的方式：PIN和PBC PIN：在AP上輸入站點的PIN碼 PBC：2分鐘內分別按下AP和站點上的按鈕可以讓站點快速接入WPS協商過程正常關聯過程啟動WPS啟動WPS常見組網模型常見組網模型APSTASTASTAWLANWLAN網絡網絡BSSESSWireless connectionBSSAPSTASTASTADS常見組網模型常見組網模型DSDSDS：Distribution System WLAN網絡的主干網，連接多個AP是AP的上行網絡通過DS連接多個BSS形成ESS可以是有線網絡（Ethernet或者ADSL），也可以使用無線布網（WDS）DS常見組網模型常見組網模型

22、BSSBSSBSS：Basic Service Set任意個站點和一個AP組成一個BSS站點關聯到該BSS的AP后才能使用該BSS的服務站點之間的數據通信都需要經過AP轉發APSTASTASTA常見組網模型常見組網模型ESSESS多個BSS組成ESS類似于移動蜂窩通信的Cell為了避免干擾，相鄰BSS會使用不同的信道同一ESS下所有BSS使用相同的SSID和安全設置常見組網模型常見組網模型WLANWLAN組網方式組網方式對等模式(Ad-Hoc)五種基本結構模式(Infrastructure) AP模式 (Access Point) 路由模式（Router） 中繼模式(Repeater) 網橋模式(Bridge) 客戶端模式（Client）常見組網模型常見組網模型對等模式對等模式(Ad-Hoc)(Ad-Hoc)也稱為IBSS沒有中心設備各個設備自發組網設備之間是對