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导  读

从容应对复杂的无线器件一致性验证,深入了解法规一致性测试和推动无线器件认证的新解决方案,欢迎下载《物联网合规性测试》白皮书!


· Wi-Fi6/6e的引入,对法规一致性测试和认证测试有哪些影响?

· 法规一致性测试和Wi-Fi联盟( Wi-Fi Alliance)的认证测试有哪些不同?

· 如何更好的进行法规一致性测试?


从容应对复杂的无线器件一致性验证。 

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01

当前Wi-Fi 6/6e的发展状态如何?

 

Wi-Fi6/6e的概念和一些相关的技术更新,如更高阶的调制技术1024QAM,上行的多用户MU-MIMO和更高阶MIMO技术等,这些技术使设备的功能较以前的版本Wi-Fi 5更强大,但是从测试的角度对测试仪器也提出了更高的要求,测试的复杂性也大为增加。


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Wi-Fi 6 新技术及性能提升

 

这两年里,Wi-Fi6/6e的发展是非常迅速的,当然市场前景也是非常广阔的。到目前为止,基于Wi-Fi联盟的信息,光是通过Wi-Fi联盟认证测试过的Wi-Fi 6/6e的产品就已经有80款之多,下面的表格中列出了部分产品,其中Wi-Fi 6/6e生产或研发的厂家包括我们所熟知的各个大厂,这些大厂也基本上都是Wi-Fi 联盟的成员。

 

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通过Wi-Fi 联盟Certified的部分Wi-Fi6/6e产品

 

其实,不光是Wi-Fi6,就连Wi-Fi 6e产品也有很多,包括从芯片到模组再到各种终端,如手机、电脑、路由器、PCI 卡和8k 的高清电视等等,如下图。这些产品同样来自于各个Wi-Fi领域的头部厂家。在我国,由于我们并没有开放Wi-Fi 6e的频段,到目前为止,还没有看到国内的Wi-Fi 6e的产品。当然,就我们了解,一些国内厂家也在积极的在做Wi-Fi 6e方面的研发,目标是国外的Wi-Fi市场。

 

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支持Wi-Fi 6/6e的部分产品


目前,有哪些国家已经开放了Wi-Fi 6e频段或在考虑开放Wi-Fi 6e的频段呢?如下图,到今年4月末,已经有些国家和地区开放了Wi-Fi 6e的频段,如美国,巴西,智利,韩国,英国和欧盟等,不过他们开放的频段不一样,有的只开放了500M的频段,如欧盟国家;而有的则整个1.2G的频段全部开放。另外一些国家也正在考虑像欧盟一样开放500M频段,如阿根廷和一些中东国家;而另外一些国家,如日本等则考虑开放全部的1.2G的频段。

 

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Wi-Fi 6e 频段实施和考虑实施的地区分布

(源于Wi-Fi 联盟网站)

 

因此,对于国内想开发Wi-Fi 6/6e产品的厂家,可以重点关注一下这些已经开放和考虑开放Wi-Fi 6e频段的国家和地区,因为只有在这些国家和地区,才会有Wi-Fi 6e产品的需求。


那么问题来了,是不是,有了Wi-Fi 6e的产品,就能够在这些国家销售呢?答案是否定的。因为在任何国家售卖IoT产品,还需要通过当地的法规监管方面的测试,这个测试就叫射频设备的法规一致性测试。

 

02

什么是IoT设备的法规一致性测试?


射频设备由于要发射信号,所以会对其他的设备造成干扰,影响其运行。在大多数国家和地区,一些无线电频谱和紧急服务用到的无线电设备是不允许被干扰并影响使用的。所以,对各种无线电设备和其他RF设备都要进行监管,以保护无线电频谱不被滥用和紧急服务不受影响。


为了达到这一目标,所有的无线电产品,必须经过当地国家和政府部门(所授权的机构)的测试才允许在本地区使用,这个测试就是法规一致性测试。这里所谓的法规(regulation)就是国家和政府部门对在本地区使用的无线电设备的监管要求。

 

各个国家都有不同的监管机构,如下图,我国的监管机构就是国家无线电委员会,美国的国家监管机构就是联邦通信委员会,即所谓的FCC(Federal Communications Commissions),欧盟地区的监管机构就是CE/RED指导委员会。IoT产品通过相应的测试之后,一般会在产品的背面打上相应的标签,如FC , CE 和 SRRC等,表明此产品可以在相应的地区生产或售卖。

 

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全球多国IoT设备的法规认证测试图谱(ISM band)


对于国内的厂家,无论是要出口产品到其他的国家或地区,或是在当地生产产品,都必须要通过当地的法规认证测试,否则不允许销售和生产。对,记住,生产的产品也必须要通过当地的法规认证测试。

 

03

法规认证测试测试哪些项目呢?遵循什么样的标准? 


当前针对IoT设备(ISM频段)的法规一致性测试,测试方法主要遵循两个大的标准,即FCC标准 Part 15.247和 Part 15.407 和ETSN标准 EN300328和EN 301 893。几乎所有其他地区的测试标准都是根据这两个标准演化来的,只是根据各个国家频率监管的要求,可能略有不同。我国主要是遵循ETSI相关标准。

 

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IoT 设备法规测试标准及演进


从测试项目上来看,无论是ETSI还是FCC的测试标准,都主要是测试物理层射频的指标,包括发射和接收,主要是围绕频率的准确度,功率的准确度以及功控有效性,带宽的准确度和杂散/辐射的大小等做文章。一个比较特殊的测试项目也是一个比较复杂的项目是DFS,即所谓的动态频率选择,他是检测设备对雷达信号的避让机制的有效性,是测试的难点之一。


04

那么Wi-Fi 6/6e的引入,对IoT设备法规一致性测试有哪些影响?


前面我们提到过,FCC和ETSI的法规测试标准主要是针对功率和频率的测试展开的,所以对于单独的Wi-Fi 6而言,测试项目并没有变化,尽管Wi-Fi 6引入了新的技术,但是频段没有变化,对功率的要求也没有变化,其变化主要是设备本身内部的变化,如更高阶调制,天线数增加等,因此对测试基本没有影响;但是Wi-Fi 6E的引入就不一样了,因为是频段发生变化了,因此就需要在扩展的频段上进行相关的测试。


大家从上面两大标准的表格里也可以看到,FCC  Part15.407中扩展了设备工作的频段,覆盖了Wi-Fi 6e频段的上限7.125GHz;ETSN 的标准增加了EN 303 687 (目前还处于draft阶段)来描述Wi-Fi 6e设备的测试内容。

 

05

IoT设备法规一致性测试有哪些挑战?别怕,使用Keysight的测试方案!


IoT 设备法规一致性测试的难点主要集中在几个方面:

 

  • 第一个是ETSI自适应测试(Adaptivity),此测试主要是验证产品共享信道的能力,来检测一个非常长的时间间隔,产生大量的数据,处理大量的数据需要时间;


  • 第二个就是前面提到的动态频率选择(DFS)测试 ,此测试是验证设备对雷达信号的避让能力。因为有各种各样的雷达信号,每种雷达信号还有不同的频率,每个频率还要做重复的测试,花费的测试时间非常长;


  • 第三个难点就是跳频状态下的测试,因为有很多信道,每个信道检测的时间间隔很长,而且检测的速度很快,再加上设备本身在干扰条件下的自适应模式和非自适应模式,所以测试花费的时间也很长;


  • 还有一个就是在多达8个天线的情况下进行MIMO功率的测试时,对同步的要求非常高,信号之间的同步时间小于500ns。


这些挑战大家不用担心,因为是德科技最新推出了一套IoT的法规一致性测试方案,其强大的功能帮你克服测试时间长,对仪器要求高等各种挑战,而且满足大家在研发阶段,预认证测试阶段和最后的认证测试阶段等不同时期的测试需求,节省大家的成本和时间。大家还可以充分利用现在已有的是德科技的信号源,信号分析仪等测试设备,搭建测试系统。

 

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本篇文章来源于微信公众号:      物联网智库

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