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1、WLAN基础WLAN标准Channel(信道)Rate(速率)Power(功率)EVM(矢量误差)Sensitivity(接收信号灵敏度)SSID无线安全WPS第1页/共57页WLAN电路Transceiver（收发器）Balun/Filter/DC blockTX EPA、IPARXRF Switch(射频开关）Crystal、Oscillate（晶体、晶振）Antenna(天线)无线Throughput的干扰因素Splitter(功分器)第2页/共57页802.11标准的速率与频段54Mb/s22Mb/s11Mb/s1Mb/sIEEE802.11bIEEE802.11gIEEE802.11
2、a2,4GHz5GHz2Mb/sIEEE802.11nIEEE802.11n11n1T1R150Mb/sIEEE802.112003199920101999199711n2T2R300Mb/s2010第3页/共57页802.11标准对比n802.11g兼容802.11b;802.11n兼容802.11b,g,a.第4页/共57页Channel(信道)无线信道类似于车道；无线信道不是独占的，而是所有同信道的AP共用的；相同信道上工作的AP会降低吞吐量；第5页/共57页2.4GHz 信道分布每个信道的带宽是22MHz，不同国家能够使用的信道是不一样的只有3个互不重叠的信道：1,6,11(或者2,7
3、,12)1-13信道频率：2412+(n-1)*5MHz第6页/共57页不同国家的2.4GHz信道信道标识符信道标识符频率（单位：频率（单位：MHz）调整域调整域美国美国EMEA日本日本世界其它地区世界其它地区124122241732422424275243262437724428244792452102457112462122467-132472-142484-第7页/共57页5GHz 信道分布不同国家能够使用的5GHz频段很不相同，因此802.11a信道更为零散；每个信道的带宽是20MHz，而且互不重叠第8页/共57页不同国家的5GHz 信道信道标识符信道标识符频率（单位：频率（单位：MH
4、z）调整区域调整区域美国美国EMEA日本日本世界其它地区世界其它地区345170-365180-385190-405200-425210-445220-465230-485240-525260-565280-605300-645320-1005500-1045520-1085540-1125560-1165580-1205600-1245620-1285640-1325660-1365680-1405700-1495745-1535765-1575785-1615805-第9页/共57页Rate(速率)基本速率：所有WLAN设备必须支持控制帧、广播帧、多播帧采用基本速率发送是传输速率的一个子集
5、传输速率：WLAN设备能够支持的所有速率一般WLAN设备支持自动选择传输速率ModeModeTransmit Rates(Mbps)Transmit Rates(Mbps)Basic Rates(Mbps)Basic Rates(Mbps)11b only1,2,5.5,111(default),211g only6,9,12,18,24,36,48,546,12,24(default)11g-wifi1,2,5.5,11,6,9,12,18,24,36,48,541,2,5.5,11,6,12,24(default)11bg1,2,5.5,11,6,9,12,18,24,36,48,541,
6、2(default),5.5,11第10页/共57页Power(功率)WLAN设备的发射功率，单位mW或dBmdBm为分贝毫瓦，是以1mW相比的对数值 dBm=10 log(Power/1mW)1mW=0dBm,10mW=10dBm 100mW=20dBm 每下降3dB，功率减少一半 负的dBm表示功率小于1mWWLAN发射功率一般不能超过100mW不同的速率能够使用的最大功率不同11g和11b的功率是分别调整的第11页/共57页EVM(error vector magnitude，矢量误差)是衡量调制信号质量的一种指标，它表示了接收机对信号进行解调时所产生的I-Q分量与理想分量的接近程度(接
7、收机有一个最小的内部E V M误差)。EVM 值越小，信号的质量越高。Data Rate(Mbps)Relative Constellation Error(dB)11aRelative Constellation Error(dB)11g6-5-59-8-812-10-1018-13-1324-16-1636-19-1948-22-2254-25-25IEEE 11g Specifications第12页/共57页11n 20M/40M带宽速率(Date Rate）第13页/共57页IEEE 11N EVM SpecificationsModulation CodingData Rate(R
8、)Relative Constellation error(dB)20M1T1R20M2T2R40M1T1R40M2T2RBPSK1/2-56.5Mbps13Mbps13.5Mbps27MbpsQPSK1/2-1013Mbps26Mbps27Mbps54MbpsQPSK3/4-1319.5Mbps39Mbps40.5Mbps81Mbps16-QAM1/2-1626Mbps52Mbps54Mbps108Mbps16-QAM3/4-1939Mbps78Mbps81Mbps162Mbps64-QAM2/3-2252Mbps104Mbps108Mbps216Mbps64-QAM3/4-2558.5Mb
9、ps117Mbps121.5Mbps243Mbps64-QAM5/6-2865Mbps130Mbps135Mbps270Mbps第14页/共57页Sensitivity(接收信号灵敏度)衡量WLAN设备能够接收的最小信号强度RSSI：Receive Signal Strength Indicator 不同速率要求的最低接收灵敏度不一样Data rate(MBps)Minimum sensitivity(dBm)6-829-8112-7918-7724-7436-7048-6654-65第15页/共57页IEEE 11N sensitivity SpecificationsModulation
10、CodingData Rate(R)20M1T1R20M2T2RMinimum sensitivity(20M channel)40M1T1R40M2T2RMinimum sensitivity(20M channel)BPSK1/26.5Mbps13Mbps-8213.5Mbps27Mbps-79QPSK1/213Mbps26Mbps-7927Mbps54Mbps-76QPSK3/419.5Mbps39Mbps-7740.5Mbps81Mbps-7416-QAM1/226Mbps52Mbps-7454Mbps108Mbps-7116-QAM3/439Mbps78Mbps-7081Mbps16
11、2Mbps-6764-QAM2/352Mbps104Mbps-66108Mbps216Mbps-6364-QAM3/458.5Mbps117Mbps-65121.5Mbps243Mbps-6264-QAM5/665Mbps130Mbps-64135Mbps270Mbps-61第16页/共57页信标(Beacon)AP每隔一定时间广播一次Beacon帧处于IBSS模式的站点也会定时广播Beacon帧Beacon帧包含了很多IE（Information Elements），标示了AP的能力。站点监听通过AP的Beacon，保持与AP的心跳，或者获知周围AP的情况第17页/共57页SSIDSSID：
12、Service Set ID区分不同WLAN服务单元的标识（“网络名字”）无线是无形，需要标识来表示一个WLAN网络服务单元SSID是一个统称，不同的组网方式，SSID有不同的称呼ESSID：Extend Sevice Set IDBSSID：Basic Service Set ID（AP的MAC地址）IBSSID：Independent Basic Service Set ID不同的AP可以使用相同的SSID（组成了ESS）最大32个字符，可以是任何字符第18页/共57页多SSID一个物理AP设备上虚拟出多个逻辑AP设备也叫VAP(Virtual AP)，类似VLAN便于区分不同用途，方便管
13、理ChinaNetmgmtIPTVn单独设置的参数p加密方式pSSID名称p接入限制p隐藏SSIDn共用的参数p信道p功率p速率p其他物理参数第19页/共57页无线站点接入3步走1.扫描：获取周围AP的信息(SSID,加密,速率)，主动/被动扫描2.认证：Open或Shared认证3.关联：成为AP关联的站点ProbeRequestProbeResponseAUTHAUTHAssociationRequestAssociationResponseData第20页/共57页无线安全：WPA/WPA2WiFi组织基于IEEE802.11i标准提出WPA：草案的IEEE802.11i标准WPA2：正
14、式的IEEE802.11i标准WPA128bits RC加密算法每个数据帧采用一个密码TKIP动态密码管理协议WPA2采用AES加密算法支持128bits,192bits,256bitsCCMP密码管理协议支持缓存密钥和预认证2种模式WPA Enterprise：采用802.1x认证（EAP-TLS,EAP-TTLS,PEAP等）WPA Personal：采用PSK（预共享密钥）WPA和WPA2可以共存，TKIP和CCMP也可以共用使用WPA与WEP加密进行Throughput或正常使用，AP都会运行在11B、11G模式去；Wpa2加密方式会运行在11n模式；WEP加密很容易被破解。第21页/
15、共57页WPS(Wi-Fi Protected Setup)类似称呼：QSS/SES/AOSS/EZ-SETUP 为了解决无线安全设置比较繁琐、专业性强的问题过程站点通过WPS协商过程获得AP当前的无线安全设置(SSID,安全模式，密码)正常接入到BSS2种常见的启动WPS协商的方式：PIN和PBCPIN：在AP上输入站点的PIN码PBC：2分钟内分别按下AP和站点上的按钮可以让站点快速接入WPS协商过程正常关联过程启动WPS启动WPS第22页/共57页WiFi 产品的一般射频设计框图今天在这里，我们只讲解与射频电路相关的一些内容，发送信号时，收发器本身会直接输出小功率的微弱的射频信号，发送至
16、功率放大器（Power amplifier)进行功率放大，然后通过收发开关（Transmit/Receive switch)经由天线（Antenna)辐射至空间、接收信号时，天线会感应到空间的电磁信号，通过收发开关之后到低噪声放大器（Low noise amplifier,LNA)进行放大，这样，放大后的信号就可以直接送给收发器进行处理，进行解调。第23页/共57页产品图第24页/共57页WiFi 产品的一般射频设计框图第25页/共57页无线模块图外置PA、外置LNA第26页/共57页无线模块图内置PA、LNA第27页/共57页Transceiver（无线收发器）无线收发器一般会是一个设计的核
17、心器件之一，有时候还可能集成在CPU上，收发器的datasheet中一般会在开始的几段话中就指出该芯片支持哪些协议，工作在什么频率上，几条通路（也就是几发几收），接口类型，同时，收发器从根本上决定着整个设计的的无线性能。第28页/共57页BalunBalun：阻抗和相位的转换（差分信号转换成单端信号）,使用不平衡变压器，原本相位相差180度的差分信号经过不平衡变压器（俗称巴伦）就可以得到合二为一的单端射频信号。主要参数：不平衡阻抗、平衡阻抗、工作频率、不平衡端口回波损耗、相位变化、插入损耗。第29页/共57页BalunRealtek、Ralink、Atheros常用的分立元件做的转换第30页/
18、共57页Filter（滤波器）我们公司常用的滤波器有带通滤波器、低通波器、型滤波器。这些滤波器有三种实现方法：一种是已经设计好的专用滤波器，第二种是使用分立元件组成的滤波器，第三种几乎也是Atheros专有的印制电路板滤波器设计，这种滤波器最突出的优点就是没有成本，最突出的缺点就是点用空间较大和功率损耗较大，而且还需要净空区。带通滤波器主要参数：输入阻抗、输出阻抗、通频带、通频带内的衰减、通频带以外的衰减、第31页/共57页Filter（滤波器）我们常用的滤波器有带通滤波器、低通波器、型滤波器。这些滤波器有三种实现方法：一种是已经设计好的专用滤波器，第二种是使用分立元件组成的滤波器，第三种几乎
19、也是Atheros专有的印制电路板滤波器设计，这种滤波器最突出的优点就是没有成本，最突出的缺点就是点用空间较大和功率损耗较大，而且还需要净空区。DC block：隔直作用，保护我们的IQ Flex、IQ View等设备第32页/共57页PA（Power amplifier功率放大器)功率放大器，power amplifier俗称PA，主要的作用就是将无线收发器送来的射频信号进行功率放大，保证有足够大的输出功率满足设计需求。我们的产品很多是把PA集成在Transceiver里面，外置PA的产品，都是使用IC来实现的。在实际使用PA时，我们一般会考虑PA如下几项参数：工作频率、小信号增益、最大线性
20、输出功率、1db压缩点输出功率、误差向量幅度（EVM）、相邻信道功率比（ACPR）、噪声系数、是否内建功率检测功能、是否内建增益控制功能、供电电压、消耗电流。第33页/共57页外置功率放大器（EPA）第34页/共57页外置功率放大器（EPA）第35页/共57页外置功率放大器（EPA）VCC：主电源供电管脚VC1：一级功率放大供电管脚VC2：二级功率放大供电管脚RFIN：射频信号输入管脚RFOUT：射频信号输出管脚VB_1：一级功放增益控制管脚VB_2：二级功放增益控制管脚DET：内建功率检测输出管脚VB_1,VB_2都是来自transceiver的控制信号，是直流电压。DET：是功放芯片输出的
21、发射功率检测值，也是直流电压，RFIN，RFOUT就是两个重要的射频信号管脚。第36页/共57页内置功率放大器（IPA）第37页/共57页内置功率放大器电源第38页/共57页RX 介绍QW4为LNA（低噪声放大器），FLW2与RW273、RW274为可选设计第39页/共57页RF Swtich介绍因为WiFi采用的TDD（时分双工）工作模式，所以需要一个RF Swtich开关来切换接收通道和发送通与天线之间的连接。名词解释：时分双工:在TDD模式的移动通信系统中，接收和发送在同一频率信道（即载波）的不同时隙，用保证时间来分离接收和传送信道。第40页/共57页使用万用表简单测量RF Switch
22、可使用万用表测试三处是否对地短路第41页/共57页晶体、晶振（Crystal、Oscillate)第42页/共57页晶体、晶振（Crystal、Oscillate)我司的WiFi 产品通常都有20M/40M压控晶体，提供无线模块运行时钟，同时通过PLL升频到2.4G的频率，WiFi 2.4G与输入信号保持一个固定的关系。第43页/共57页crystal的介绍如在测试过程中发现Frequency error fail则可调整C764、C765两个电容的值，Crystal装载电容尽量选取在10pF到30pF之间，而FB701、FB702只做EMC 隔离,R704可改变信号幅度与频率无关。第44页/
23、共57页天线的介绍发射天线的基本功能：之一：是把从PA取得的能量向周围空间辐射出去；之二：是把大部分能量朝所需的方向辐射。水平面上各向能量辐射相等的天线称为全向天线。第45页/共57页波束宽度第46页/共57页外置天线方向图 第47页/共57页内置天线方向图 第48页/共57页内置天线的平面方向图第49页/共57页无线传输的干扰因素 障碍物第50页/共57页无线传输的干扰因素电磁干扰2.4GHz为ISM频段，不需授权即可使用。同一区域内AP之间的互相干扰。其他工业设备的干扰.微波炉 双向寻呼系统 等等第51页/共57页 WiFi信号穿透损耗估测第52页/共57页Splitter(功分器)功分器
24、主要实现将主路信号分成等分多路信号。我们使用IQ Flex测试11N 1X2、2X2产品时都需要使用。第53页/共57页WiFi产品对人体的电磁辐射是否安全？因WiFi无线网络的发射功率比一般的手机要微弱许多，约6070mw，而手机发射功率约200mw，而且使用的方式亦非像手机一般直接接触于人体，到达人体一般都不到1mw，因此相对而言,WiFi产品对人体的影响较小。第54页/共57页下集预告！1.IQ-VIEW(IQcel)使用指导及注意事项2.各方案WIFI硬件设计特点简介3.BCM方案WIFI校准及手动测试培训4.RTL方案WIFI校准及手动测试培训5.Ralink（Athors）方案WIFI校准及手动测试培训6.WIFI调试经验分享7.WIFI批量生产产线问题经验分享第55页/共57页Thank you!第56页/共57页感谢您的观看！第57页/共57页