WLAN產(chǎn)品基礎(chǔ)介紹-20141113

WLAN產(chǎn)品基礎(chǔ)介紹深圳愛(ài)貓網(wǎng)絡(luò)新媒體科技有限公司家用服務(wù)器產(chǎn)品部徐雷2內(nèi)容通信產(chǎn)品開(kāi)發(fā)基本流程簡(jiǎn)介WLAN標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介wifi關(guān)鍵指標(biāo)常見(jiàn)組網(wǎng)模型無(wú)線路由器硬件架構(gòu)實(shí)例通信產(chǎn)品開(kāi)發(fā)基本流程簡(jiǎn)介產(chǎn)品評(píng)審委員會(huì)(PRB)?跨部門團(tuán)隊(duì)?結(jié)構(gòu)化流程業(yè)界比較流行的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程4通信產(chǎn)品開(kāi)發(fā)基本流程簡(jiǎn)介業(yè)務(wù)評(píng)審根據(jù)公司業(yè)務(wù)戰(zhàn)略、產(chǎn)品戰(zhàn)略、市場(chǎng)情況，獲利能力，資源的可獲得情況和風(fēng)險(xiǎn)等，在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)決策評(píng)審點(diǎn)做出“項(xiàng)目繼續(xù)/項(xiàng)目終止”的決策，包括概念決策、計(jì)劃決策和市場(chǎng)發(fā)布決策，以及生命周期終止決策。PDRPlanDecisionReview.決定產(chǎn)品是否繼續(xù)開(kāi)發(fā)。ADRAvailabilityDecisionReview.決策產(chǎn)品是否可以推向市場(chǎng).5通信產(chǎn)品開(kāi)發(fā)基本流程簡(jiǎn)介TR1產(chǎn)品需求規(guī)格的評(píng)審。關(guān)注產(chǎn)品需求規(guī)格的完備性TR2產(chǎn)品總體設(shè)計(jì)的評(píng)審。重點(diǎn)關(guān)注產(chǎn)品設(shè)計(jì)需求映射到產(chǎn)品設(shè)計(jì)規(guī)格的完備性。TR3模塊概要設(shè)計(jì)（HLD）的評(píng)審。確保產(chǎn)品設(shè)計(jì)規(guī)格已經(jīng)完全、正確地在各模塊概要設(shè)計(jì)中得到體現(xiàn)TR4各模塊實(shí)現(xiàn)評(píng)審。評(píng)估該模塊能否進(jìn)入樣機(jī)測(cè)試。TR5樣機(jī)評(píng)審。對(duì)產(chǎn)品/樣機(jī)整體的設(shè)計(jì)穩(wěn)定性和技術(shù)成熟度的評(píng)估TR6轉(zhuǎn)產(chǎn)評(píng)審。評(píng)估生產(chǎn)級(jí)的技術(shù)成熟度和制造能力達(dá)到轉(zhuǎn)量產(chǎn)要求技術(shù)評(píng)審(TechnicalReview)通過(guò)技術(shù)評(píng)審，幫助研發(fā)人員盡早發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中存在的問(wèn)題和風(fēng)險(xiǎn)，及時(shí)采取相應(yīng)的解決方案和行動(dòng)計(jì)劃，保證研發(fā)質(zhì)量，減少研發(fā)浪費(fèi)。6通信產(chǎn)品開(kāi)發(fā)基本流程簡(jiǎn)介產(chǎn)品開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)架構(gòu)圖結(jié)合我司實(shí)際的ODM產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程通信產(chǎn)品開(kāi)發(fā)基本流程簡(jiǎn)介WLAN標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介WLAN標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介信道（Channel）無(wú)線信道類似于車道；無(wú)線信道不是獨(dú)占的，而是所有同信道的AP共用的；相同信道上工作的AP會(huì)降低吞吐量；WLAN標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介2.4GHz信道分布每個(gè)信道的帶寬是22MHz，不同國(guó)家能夠使用的信道是不一樣的只有3個(gè)互不重疊的信道：1,6,11(或者2,7,12…)1-13信道頻率：2412+(n-1)*5MHz2.4G頻帶2.4G~2.4835總共83.5M信道帶寬WLAN標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介不同國(guó)家的2.4GHz信道信道標(biāo)識(shí)符頻率（單位：MHz）調(diào)整域美國(guó)EMEA日本世界其它地區(qū)12412XXXX22417XXXX32422XXXX42427XXXX52432XXXX62437XXXX72442XXXX82447XXXX92452XXXX102457XXXX112462XXXX122467-XXX132472-XXX142484--X-WLAN標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介5GHz信道分布WLAN標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)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：5.15~5.35,5.725~5.825共300M信道帶寬中國(guó)開(kāi)放的信道36,40,44,48,52,56,60,64以及149,153,157,161,165信道WLAN標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介不同標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比WLAN標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介WLAN標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介WLAN關(guān)鍵指標(biāo)1TransmitterPower發(fā)送功率2TransmitSpectrumMask

發(fā)送信號(hào)頻譜模版3FrequencyError

頻率誤差4EVM矢量誤差幅度

5SpectralFlatness

頻譜平坦度6ReceiverSensitivity接收靈敏度7ConductiveThroughputTest

吞吐量1.TransmitterPower發(fā)送功率

發(fā)射功率無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，需根據(jù)實(shí)際情況靈活應(yīng)用。可是，對(duì)于室內(nèi)設(shè)備，北美最大功率不超過(guò)30dBm，中國(guó)及歐洲國(guó)家最大功率不超過(guò)20dBm，日本最大功率不超過(guò)22dBm。在中國(guó)如果超過(guò)20dBm，需要中國(guó)無(wú)線電委員會(huì)備案。發(fā)送功率表征的是待測(cè)物發(fā)送無(wú)線信號(hào)強(qiáng)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(shí)際應(yīng)用中表現(xiàn)為無(wú)線覆蓋范圍越大。測(cè)量發(fā)送功率使用IQview/nxn/Iqxel進(jìn)行測(cè)量。WLAN關(guān)鍵指標(biāo)發(fā)射功率有天線口發(fā)射功率（PA輸出功率減去線損，盡量減少線損）和空口發(fā)射功率（用等效全向發(fā)射功率EIRP描述，天線口發(fā)射功率+天線增益）之分，用功率譜密度描述，取RMS值衡量。WLAN設(shè)備的發(fā)射功率，單位mW或dBm；dBm為分貝毫瓦，是以1mW相比的對(duì)數(shù)值。dBm=10log(Power/1mW)1mW=0dBm,10mW=10dBm100mW=20dBm每下降3dB，功率減少一半，負(fù)的dBm表示功率小于1mWWLAN關(guān)鍵指標(biāo)2.TransmitSpectrumMask發(fā)送信號(hào)頻譜模版使待測(cè)產(chǎn)品處于發(fā)射狀態(tài)，用矢量信號(hào)分析儀或IQview/nxn/IQxel觀察其波形，其頻譜模版在下圖所示藍(lán)色粗實(shí)線以下為合格，在發(fā)送功率滿足要求的前提下，頻譜模版越小且離藍(lán)色粗實(shí)線越遠(yuǎn)，其性能越好。

11b/g/a發(fā)射功率頻譜模板應(yīng)分別符合以下要求：b模g/a模WLAN關(guān)鍵指標(biāo)20M帶寬11n、40M帶寬11n發(fā)射功率頻譜模板應(yīng)分別符合以下要求：無(wú)線頻譜模版可以測(cè)量發(fā)送信號(hào)的質(zhì)量和對(duì)相鄰信道的干擾抑制能力。20Mn模40Mn模WLAN關(guān)鍵指標(biāo)3.FrequencyError頻率誤差頻率誤差表征射頻信號(hào)偏離該信號(hào)所處信道中心頻率的大小，通常以IQview/nxn/IQxel或矢量信號(hào)分析儀來(lái)測(cè)量，單位為ppm。FreqErr(kHz)與Sym.Clk(ppm)轉(zhuǎn)換舉例：FreqErr：10.34kHz；carrierfrequency：2.412GHz1)%changeoffrequency=10.34k/2.412G=0.000429%2)ppm=0.000429%*1000000=4.29ppm

測(cè)試頻率誤差要求：＜±25ppm（802.11b）＜±20ppm（802.11g/a/n/ac）頻偏越小越好，在實(shí)際的硬件電路設(shè)計(jì)中，晶振性能的一致性影響WIFI產(chǎn)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(fù)載電容公式：CL=[C1C2/(C1+C2)]+Cstray其中：Cstray是存在于電路中的寄生電容，通常為2~5pF.

C1,C2為我們電路中所用的并聯(lián)諧振的負(fù)載電容。

WLAN關(guān)鍵指標(biāo)4.EVM矢量誤差幅度EVM是errorvectormagnitude的縮寫，他表征的是一個(gè)給定時(shí)刻理想無(wú)誤差基準(zhǔn)信號(hào)與實(shí)際發(fā)射信號(hào)的向量差，如下圖所示。b模EVMspec：35%20log(35/100)=-9.12dbIEEE中g(shù)模EVMspec:WLAN關(guān)鍵指標(biāo)1.在AP處于發(fā)送狀態(tài)時(shí)，EVM與發(fā)送功率相關(guān)聯(lián)：發(fā)送功率越大，矢量誤差被放大的越多，體現(xiàn)在測(cè)試結(jié)果上，就是EVM越大即發(fā)送信號(hào)質(zhì)量越差。2.在AP的無(wú)線指標(biāo)中，EVM是發(fā)送狀態(tài)時(shí)一個(gè)非常重要的指標(biāo)，它是表征信號(hào)發(fā)送質(zhì)量的好壞的一個(gè)指標(biāo)。3.在實(shí)際應(yīng)用中，我們要在發(fā)送功率和EVM間取一個(gè)折中，發(fā)送信號(hào)功率不能太大的原因。EVM越大，說(shuō)明信號(hào)受到的干擾越大，接收到的信號(hào)質(zhì)量越差；反之，干擾小，接收到的信號(hào)質(zhì)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(hào)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(huán)境。WLAN關(guān)鍵指標(biāo)5.SpectralFlatness頻譜平坦度我們要求平坦度測(cè)試曲線必須要在上圖所示的兩條紅線的范圍之內(nèi)，頻譜平坦度的平坦與否影響無(wú)線信號(hào)的連接性能。反映信號(hào)子載波的功率變化，它測(cè)量每個(gè)子載波的平均功率對(duì)所有子載波的平均功率的偏移。11b沒(méi)有平坦度，是因?yàn)槠洳捎玫恼{(diào)制方式時(shí)單載波調(diào)制，11g/n/ac采用的是OFDM調(diào)制方式。WLAN關(guān)鍵指標(biāo)6.ReceiverSensitivity接收靈敏度接收靈敏度是表征待測(cè)物接收性能的一個(gè)參數(shù)，接收靈敏度越好，其接收到的有用信號(hào)就越多，其無(wú)線覆蓋范圍越大。接收靈敏度可以用IQview/nxn來(lái)測(cè)量，在測(cè)量接收靈敏度時(shí)，要使待測(cè)設(shè)備處于接收狀態(tài)，用IQview/nxn的信號(hào)發(fā)生器發(fā)送特定的包文件，在IQview/nxn操作軟件上更改信號(hào)輸出功率，直到PER（%）（誤包率）滿足規(guī)范規(guī)定的要求（11bPER:8%,psdulength:1024bytes;11g,11aPER:10%,psdulength:1000bytes;

11nPER:10%,psdulength:4096bytes）。接收靈敏度為IQview/nxn上的信號(hào)輸出功率與IQview/nxn/IQxel和待測(cè)件之間的cable、衰減器、DCBlock等總的衰減值之差。接收靈敏度應(yīng)滿足如下要求：WLAN關(guān)鍵指標(biāo)舉例：如果WiFi測(cè)試的數(shù)值為－83dBm，總的衰減為2dBm，那么測(cè)試得到的接收靈敏度為-83-2＝－85dBm。WLAN關(guān)鍵指標(biāo)7.ConductiveThroughputTest

吞吐量吞吐量是指在沒(méi)有幀丟失的情況下，設(shè)備能夠接受并轉(zhuǎn)發(fā)的最大數(shù)據(jù)速率。

吞吐量沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)，但一般滿足以下規(guī)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(tái)處理能力有關(guān)，制定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)一般需要參照競(jìng)品。除了屏蔽環(huán)境下吞吐量，為了改善用戶體驗(yàn)，還需要測(cè)試室內(nèi)覆蓋、室外覆蓋、干擾環(huán)境吞吐量以及穿墻等。WLAN關(guān)鍵指標(biāo)常見(jiàn)組網(wǎng)模型SSID：ServiceSetID區(qū)分不同WLAN服務(wù)單元的標(biāo)識(shí)（“網(wǎng)絡(luò)名字”）無(wú)線是無(wú)形，需要標(biāo)識(shí)來(lái)表示一個(gè)WLAN網(wǎng)絡(luò)服務(wù)單元SSID是一個(gè)統(tǒng)稱，不同的組網(wǎng)方式，SSID有不同的稱呼ESSID：ExtendSeviceSetIDBSSID：BasicServiceSetID（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(gè)字符，可以是任何字符常見(jiàn)組網(wǎng)模型無(wú)線站點(diǎn)接入3步走1.掃描：獲取周圍AP的信息(SSID,加密,速率)，主動(dòng)/被動(dòng)掃描2.認(rèn)證：Open或Shared認(rèn)證3.關(guān)聯(lián)：成為AP關(guān)聯(lián)的站點(diǎn)ProbeRequestProbeResponseAUTHAUTHAssociationRequestAssociationResponseData

掃描方式被動(dòng)掃描(必須的)：STA掃描各個(gè)頻道，從所有的可能AP得到Beacon幀,并且得到他們的強(qiáng)度。Beacon幀周期的從AP發(fā)出，它包含AP的同步信息主動(dòng)掃描(可選的)：STA通過(guò)廣播探測(cè)請(qǐng)求幀試圖去查找一個(gè)AP，附近的所有AP響應(yīng)探測(cè)請(qǐng)求兩者都支持，決定于能量消耗和性能的權(quán)衡當(dāng)STA決定了去加入哪個(gè)BSS時(shí)，下一步進(jìn)行認(rèn)證過(guò)程常見(jiàn)組網(wǎng)模型常見(jiàn)組網(wǎng)模型認(rèn)證過(guò)程開(kāi)放的系統(tǒng)認(rèn)證(必須的)：STA發(fā)送認(rèn)證申請(qǐng)給APAP響應(yīng)認(rèn)證申請(qǐng)共享系統(tǒng)認(rèn)證(選擇的)：STA發(fā)送認(rèn)證需求給APAP把詢問(wèn)文本放到響應(yīng)幀里STA用它的WEP關(guān)鍵字來(lái)加密詢問(wèn)文本，并把它發(fā)送回APAP解密詢問(wèn)文本并和最初的文本進(jìn)行比較，然后發(fā)送認(rèn)證應(yīng)答幀給STA常見(jiàn)組網(wǎng)模型無(wú)線安全：WEPWEP：WiredEquivalentPrivacy隨802.11標(biāo)準(zhǔn)提出RC4加密算法2種強(qiáng)度：40bits和104bitsInitializationvector(IV)=24bitsWEP2：128bitIV長(zhǎng)度不夠，導(dǎo)致重用IV，容易破解如果不是share認(rèn)證，即使WEP密碼錯(cuò)誤，站點(diǎn)端顯示的還是連接上，只是不能正常數(shù)據(jù)通信。常見(jiàn)組網(wǎng)模型無(wú)線安全：WPA/WPA2WiFi組織基于IEEE802.11i標(biāo)準(zhǔn)提出WPA：草案的IEEE802.11i標(biāo)準(zhǔn)WPA2：正式的IEEE802.11i標(biāo)準(zhǔn)WPA128bitsRC加密算法每個(gè)數(shù)據(jù)幀采用一個(gè)密碼TKIP動(dòng)態(tài)密碼管理協(xié)議WPA2采用AES加密算法支持128bits,192bits,256bitsCCMP密碼管理協(xié)議支持緩存密鑰和預(yù)認(rèn)證2種模式WPAEnterprise：采用802.1x認(rèn)證（EAP-TLS,EAP-TTLS,PEAP等）WPAPersonal：采用PSK（預(yù)共享密鑰）WPA和WPA2可以共存，TKIP和CCMP也可以共用常見(jiàn)組網(wǎng)模型WPS(Wi-FiProtectedSetup)類似稱呼：QSS/SES/AOSS/EZ-SETUP為了解決無(wú)線安全設(shè)置比較繁瑣、專業(yè)性強(qiáng)的問(wèn)題過(guò)程站點(diǎn)通過(guò)WPS協(xié)商過(guò)程獲得AP當(dāng)前的無(wú)線安全設(shè)置(SSID,安全模式，密碼)正常接入到BSS2種常見(jiàn)的啟動(dòng)WPS協(xié)商的方式：PIN和PBCPIN：在AP上輸入站點(diǎn)的PIN碼PBC：2分鐘內(nèi)分別按下AP和站點(diǎn)上的按鈕可以讓站點(diǎn)快速接入WPS協(xié)商過(guò)程正常關(guān)聯(lián)過(guò)程啟動(dòng)WPS啟動(dòng)WPS常見(jiàn)組網(wǎng)模型APSTASTASTAWLAN網(wǎng)絡(luò)BSSESSWirelessconnectionBSSAPSTASTASTADS常見(jiàn)組網(wǎng)模型DSDS：DistributionSystemWLAN網(wǎng)絡(luò)的主干網(wǎng)，連接多個(gè)AP是AP的上行網(wǎng)絡(luò)通過(guò)DS連接多個(gè)BSS形成ESS可以是有線網(wǎng)絡(luò)（Ethernet或者ADSL），也可以使用無(wú)線布網(wǎng)（WDS）DS常見(jiàn)組網(wǎng)模型BSSBSS：BasicServiceSet任意個(gè)站點(diǎn)和一個(gè)AP組成一個(gè)BSS站點(diǎn)關(guān)聯(lián)到該BSS的AP后才能使用該BSS的服務(wù)站點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)通信都需要經(jīng)過(guò)AP轉(zhuǎn)發(fā)APSTASTASTA常見(jiàn)組網(wǎng)模型ESS多個(gè)BSS組成ESS類似于移動(dòng)蜂窩通信的Cell為了避免干擾，相鄰BSS會(huì)使用不同的信道同一ESS下所有BSS使用相同的SSID和安全設(shè)置常見(jiàn)組網(wǎng)模型WLAN組網(wǎng)方式對(duì)等模式(Ad-Hoc)五種基本結(jié)構(gòu)模式(Infrastructure)AP模式(AccessPoint)路由模式（Router）中繼模式(Repeater)網(wǎng)橋模式(Bridge)客戶端模式（Client）常見(jiàn)組網(wǎng)模型對(duì)等模式(Ad-Hoc)也稱為IBSS沒(méi)有中心設(shè)備各個(gè)設(shè)備自發(fā)組網(wǎng)設(shè)備之間是對(duì)等的直接點(diǎn)對(duì)點(diǎn)之間傳送數(shù)據(jù)，不需要