5G-WiFi时代即将到来但测试面临的挑战

千兆Wi-Fi 梦想照进现实，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月将会放出正式的版本，最终版预计将会在2013年底通过认可。

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。

802.11ac市场展望

802.11ac与802.11n的同与不同
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。

1.频率使用上互不干扰
两者所需要的工作频段完全不同，作为11n的延续，ac主攻6GHz以内的频段，通过将单通道频率提升来达到千兆传输的目标。

2.主打市场上相互补充
同千兆WiFi为己任的标准，ac主打传输应用，通俗一点就是让千兆无线传输成为可能，完全从传输速度上满足日益增长的需求。

3.建设成本无太大差别
802.11ac是对802.11n的延续，使用频段也有重合，建网成本不会有太大差别，特别是规模应用以后，成本会更加接近。

802.11ac市场分析

802.11ac预期会对市场造成冲击，在2015年前预测全球出货将超过10亿个IC。

针对此乐观的预测基于从下理由：
1、首先技术承诺提供首次超过1 Gbps 的资料传输率，可改善用户体验。802.11ac将成为面向消费者和企业的、最快和最可靠的Wi-Fi技术。内容消费量（例如视频流）的爆炸性增长，加之无线设备的激增，已经引起了一种需求，即随时随地通过各种设备、更快和更可靠地访问这些内容。802.11ac是一种非常适用的标准，而且优于802.11a/b/g/n，因为802.11ac能可靠地提供更大的吞吐量、容量和覆盖范围以及更长的电池寿命。

2、由于802.11ac的关键技术建立在802.11n所发展的演进性技术。影响mimo技术的整体产品设计的关键性技术在过去5年已经在802.11n得到验证，容易应用到802.11ac。802.11ac使用现有5.0 GHz(4.9 至 6.0 GHz)频带，因此802.11 ad(60 GHz技术)不需要特别新式天线或产品结构设计。这些都保证现有终端厂商很容易过到802.11ac。

芯片厂商

面会巨大的市场，知名半导体厂商包括博通(Broacom)、Microsemi、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。

在众多重量级厂商的大力推动下，2012年将会是802.11ac发光发热的一年。

802.11ac测试面临的挑战

预计2012年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。

测试厂商

业界测试测量巨头安捷伦科技在2011年4月已率先宣传推出针对 802.11ac 设计与分析的解决方案，并在后续不断升级多款测试仪器与软件应对802.11ac测试。另一巨头罗德与施瓦茨(R&S)也在随后宣布推出R&S FS-K96 OFDM信号分析软件，提供802.11ac信号完整量测解决方案。近年大举进入RF市场，2011年连续收购多家RF厂商的美国国家仪器(NI)也在最近宣传其测试平台已支持 802.11ac 芯片与设备的测试，并可整合到NI LabVIEW 系统设计软件中。另一个新兴测试厂商莱特波特 (LitePoint) 也推出可快速地测试 802.11 a/b/g/n/p/ac 以及蓝牙1.0、2.1、3.0和4.0设备的首个生产测试解决方案。

了解802.11ac技术特性及测试要求

802.11ac概述
802.11ac特色在于具有Gbps资料传输率，此技术的传输流量能与现有的有线网络的传输流量相比较。只利用强制参数(80 MHz带宽、1空间流、具长保护间隔、64 QAM5/6)的802.11ac设备将具有约293 Mbps的资料传输率。实施所有选择性参数(160 MHz带宽、8空间流、具短保护间隔、256QAM5/6)的设备可达超过6 Gbps的传输率。

主要特性
802.11ac影响下列在WLAN 系统中的关键实体层参数：
1. 频率：只使用 5 GHz 频带。
2. 宽带宽：80或160 MHz带宽。
3. 调变与编码系统(MCS)：10个配置(相较于802.11n的77个配置)。
4. 能与802.11n向后兼容。
5. 支持多空间流。
6. 波束成型与多重使用者的MiMo。

802.11ac将超越现今在生产线每台WLAN测试仪器的能力。在选择测量802.11ac新设备的任何测试设备时需要：比以往更宽的VSA/VSG IF带宽，至少80 MHz实时带宽；完全支持802.11ac MiMo强化；改善802.11ac发射器调变测试的调变精准度。

由于带宽增加，给802.11ac测试带来新挑战。802.11ac不再使用大部分(如果不是全部)结合矢量信号分析器与矢量信号发生器于一体(VSA/VSG)的可用测试仪器，因为它们并没有测试新技术80 MHz或160 MHz通道所需的120 MHz或240 MHz带宽。在现阶段选择802.11系列测试仪器上，测试测量厂商应该确保能够进行802.11ac测试。

不仅处理802.11ac带宽的挑战，也驱动MiMo的测试需求。正确的MiMo测试需要独立抓取及产生802.11ac设备的信号，此会使用高达8个空间流及一些其它强化，以改善现有802.11n MiMo系统的性能。为了准确验证MiMo性能，尤其是在研发环境，支持802.11ac测试设备应支持达8个独立VSA与VSG资源、以及包括支持新的802.11ac MiMo强化。

随著802.11ac发射器调变准确性(相关星状RMS误差)要求的提升，同时测试仪器也需要提升其测试能力的要求。发射器调变准确性是利用误差矢量振幅(EVM)来测量，且需要VSA与测试仪器将忽略的(理想上为零)失真加到捕捉的信号。VSA所加的失真也会以EVM方式进行测量，一般芯片制造商想要测试仪器的性能比芯片规格至少好10 dB以上。

总结：
每一次无线技术的进步都与我们的生活密切相关，与11n的诞生一样，新千兆WiFi传输速率标准的提出是为了满足我们日益增长的无线传输需求，为打造新一代无线网络生活奠定基础。无论从技术发展的本身或者WiFi使用者对无线传输的期待来看，802.11ac标准的确立都是具有特殊意义与使命的，虽然制定出一个兼容并蓄、统一的行业标准还有很长的路要走，最终正式的802.11ac将必然会成为兼容多种数据格式的无线通用技术。在测试仪器硬件上的改变则是必需的，才能正确测试 802.11ac。802.11ac的宽带宽将进一步推动射频半导体设计的限制，尤其是功率放大器设计与线性方法需要去支持256 QAM调变。