李元偉
上海天祥質量技術服務有限公司徐匯分公司 上海 200233
互聯網技術的發展,極大地便利了人們的日常生活,改變了人們的生活方式,人們在加深對互聯網依賴的同時,對網絡的要求也越來越高,日常的2.4GHz Wi-Fi越來越不能滿足人類的需求,所以5G Wi-Fi應運而生,相較于2.4GHz傳統Wi-Fi,5G Wi-Fi有如下優點[1]。①網速更快。2.4GHz Wi-Fi,最高每秒可傳輸36MB的文件,而5G Wi-Fi現在支持最大帶寬可以達到160M,每秒可傳輸文件達到了125MB;②播放質量更好,短視頻是時下最熱門的視訊資源,人們分享﹑自拍﹑下載﹑播放短視頻的次數逐漸增加,得益于更快的網絡傳輸速度,5G Wi-Fi在視頻播放上有著得天獨厚的條件。③可以讓終端更省電。由于傳輸速度快,極大地節約了傳輸時間,這樣Wi-Fi終端可以有更多的時間處于低功耗狀態,降低電量消耗;④信號質量好。相較于2.4GHz,有太多的終端工作在這個頻率帶,藍牙﹑無線鼠標﹑鍵盤﹑遙控器﹑Zig Bee﹑ISM以及各種自定義發射裝置,使得這個頻段擁擠不堪,交織著各種干擾,5G Wi-Fi運行在5GHz以上的高頻段,這個頻段使用終端較少,干擾少,信號更好。
5G Wi-Fi給我們帶來便利的同時,也引發了一個問題,5G Wi-Fi工作在5150~5850MHz,這個頻段覆蓋了雷達波工作頻段,對軍用﹑氣象等各種雷達信號會產生不必要的干擾,為了解決這一問題,引入了DFS機制。
DFS:Dynamic Frequency Selection,動態頻率選擇,是一種信道分配方案,終端產品通過DFS功能動態地選擇或改變工作信道,以避免其對其他終端產品,特別是雷達系統的干擾或避免同信道的其他終端對自身的干擾。
CAC:Channel Availability Check,通道可用性檢查,對于Master設備需要開機做CAC檢查,對于Slave設備,沒有雷達波檢測功能的不需要測試CAC,對于有雷達波檢測功能的,工作過程中檢測到雷達波,要重新開機,執行CAC檢查。
Master設備[2]:主設備,具備主動探測工作的頻率上是否有雷達波信號占用,并主動選擇另一個非占用頻率進行工作的能力。典型產品:路由器﹑AP等。
Slave設備:從屬設備,分為具備雷達波檢測功能和不具備雷達脈沖檢測功能兩種。典型產品:無線網卡﹑平板電腦。
根據ENSI EN 301 893標準中對5G Wi-Fi 終端設備分為兩類:Master設備和Slave設備。我們以先Master主設備為例。
開機檢測機制CAC。
檢測到雷達波信號,要求5G Wi-Fi 終端產品[3]:①必須在1s內信道關閉;②10s內信道轉移到其他信道;③多次測量,檢測概率要大于60%;④30min內不能再次回到該信道工作。
首先確定終端產品是Master 設備還是Slave 設備,不同的終端產品對應的DFS要求也是不一樣的,使用到的測試設備:雷達波信號發生器﹑頻譜分析儀﹑與被測設備配對的設備(Slave 或Master)以及衰減器﹑功分器(合路器)。
環境搭建如下表所示。
表1 環境搭建
圖1 Master設備
圖2 Slave設備有雷達波檢測功能
圖3 Slave設備無雷達波檢測功能
打開設備,首先設備要進行信號可用性檢查,如果沒有檢測到雷達波信號,該信道可用,則正常開機工作,如果檢測到有雷達波信號,則要求終端設備停止在當前信道的工作,或者跳到其他信道工作,如果5G Wi-Fi終端的信道沒有跳轉或者關閉,則測試Fail。
當5G Wi-Fi的設備在運行過程中,這時檢測到在同一頻率上有雷達波信號發射,那么DFS機制就要求我們的終端設備要有相應的動作來規避。規避措施如下:①要求必須在1s內關閉當前工作信道,如圖4 T0-T2,信道關閉,關閉時間0.033s,那么測試判定合格。②10s內信道轉移到其他信道,如圖4信道轉移到其他頻率,信道轉移時間是0.319s,小于標準要求的10s,判定合格。③多次測量,檢測概率要>60%,要求測試所有需要測試的雷達波類型,然后進行概率統計(≥60%)。④30min內不能再次回到該信道工作,信道發生切換之后,要求5G Wi-Fi終端在30min內不能再切回該信道,以免再次對雷達波產生干擾。
圖4 信道關閉和信道轉移時間
對于Slave終端設備,沒有雷達波檢測功能的,只需要測試信道關閉和信道轉移,而且這一過程是跟隨Master主設備所做出的反應,測試方法和Master測試一樣,雷達波注入也是注入master主設備。有雷達波檢測功能的,如果檢測到雷達波,需要關機重新開機并做CAC 檢測。
基于以上測試過程和結果判定,可以看出DFS是為了使支持5G Wi-Fi的無線終端產品主動探測雷達使用的頻率,關閉自身信道的發射并主動切換到另一個頻率信道上,以避開雷達頻率。這樣人們就可以更好地利用5G Wi-Fi帶來的便利,各個國家對DFS性能是有強制性要求的,不符合標準的產品將不會獲得市場準入許可。