任何技術(shù)都有對應(yīng)的指標(biāo)來衡量技術(shù)的好壞，射頻技術(shù)也是如此，本文將以WIFI射頻技術(shù)為例來說明,在WiFi的TX射頻測試過程中,我們會測試哪些指標(biāo).
一.Transmitter Power(發(fā)射功率)
發(fā)射功率（Transmitter Power）：是指WIFI產(chǎn)品無線發(fā)射的工作功率，單位為dBm。無線發(fā)射的功率是用來衡量RF電路輻射出來的能量強(qiáng)度,決定無線信號的強(qiáng)度和距離，功率越大，信號越強(qiáng)，覆蓋的距離就越遠(yuǎn)。當(dāng)然這個功率也是受到國家限制的，每個國家對于最大發(fā)射功率都有一個限制，具體的需要參考國家和地區(qū)的法規(guī)要求，當(dāng)然對于WIFI產(chǎn)品來說，功率限制一般都會寫在SDK里面。產(chǎn)品功率輸出法規(guī)限制是具有最高優(yōu)先級限制的。
細(xì)心的朋友發(fā)現(xiàn)了，我們射頻中的功率單位是dBm，但我們其他領(lǐng)域基本上使用W（瓦），這又是為什么呢？
其實(shí)dB 是一個純計(jì)數(shù)單位，在工程中有不同的定義方式.對于功率，dB = 10*log().引用dB的意義其實(shí)就是為了把一個很大（后面有一長串0的）或者很?。ㄇ懊嬗幸婚L串0的）的數(shù)比較簡短地表示出來.以WIFI為例，功率的數(shù)量級都是ｍｗ級別,而1M接收靈敏度最低可以到-100dbm,此時用用db 來表示就方便.（此處以功率為例）：
X = 1000000 = 10*log(10^6) = 60 dB
X = 0.00000000000001 = 10*log(10^-14) = -140 dB
射頻中我們常見的dBm表示功率的絕對值，dBd和dBi是天線增益的單位，參考基準(zhǔn)不同罷了。dBm就是與1mw的一個比較值,計(jì)算公式為:10lg（功率值/1mW）。就是與1mw進(jìn)行比較。
Power (in dB) = 10 * log10 (Signal/Reference)。
我們以目前WIFI主流輸出功率100mw為例來說明：
Power (in dB) = 10 * log10 (100mw/1mw)=10*log(10^2)=20dbm
下圖為常用mW與dbm的轉(zhuǎn)換關(guān)系:
從上表我們不難看出一個規(guī)律，db值每增加或減少3db,功率就增加或減少一半。
在一個WIFI產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，都會有一個目標(biāo)功率（target power）來作為我們設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，在滿足頻譜板及EVM前提下，目標(biāo)功率越大，性能越好。在實(shí)際工程中，我們還需要關(guān)注極限功率，此功率定義為滿足規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)最低EVM標(biāo)準(zhǔn)時，輸出的最大功率值，通常我們要求極限功率回退1.5db，所得功率為產(chǎn)品目標(biāo)功率。這個設(shè)計(jì)余量主要是為了產(chǎn)品更好的滿足量產(chǎn),提高直通率.
二.EVM（誤差向量幅度）
誤差向量幅度（EVM）:是考量調(diào)制信號質(zhì)量的一種指標(biāo)，單位為dB。EVM越小，信號質(zhì)量越好。下表是IEEE802.11給出的標(biāo)準(zhǔn)：
EVM的由來:在數(shù)字信號調(diào)制中，每個符號的所在位置都非常重要。雖然數(shù)字通信有較強(qiáng)的抗干擾能力，符號位置發(fā)生輕微偏移并不影響通信。但如果偏移位置較多，就可能造成信號傳輸?shù)恼`碼，造成信號傳輸?shù)腻e誤。如何來衡量數(shù)字信號調(diào)制的實(shí)際效果是好還是壞呢？這時就引入了誤差向量（Error Vector）指標(biāo)。誤差向量反應(yīng)實(shí)際信號和理想信號之間的差別。
在星座圖中，任何一個符號都有其對應(yīng)的理想位置，也即有確定的幅度及相位。但在實(shí)際信號中，總是會存在誤差。誤差主要分為兩種，分別是幅度誤差（Magnitude Error），以及相位誤差（Phase Error）。幅度誤差反應(yīng)信號幅值的大與小，相位誤差反應(yīng)信號的超前與滯后。
在實(shí)際應(yīng)用中，實(shí)際信號和理想信號之間的距離更能反應(yīng)信號質(zhì)量的好壞，而不是兩個信號之間的角度差。所以會單獨(dú)把誤差向量的幅度（Magnitude）提取出來分析。這個幅度就是誤差向量幅度，英文名稱為Error Vector Magnitude，簡稱EVM。
在產(chǎn)品的射頻指標(biāo)中,TX power和EVM是強(qiáng)相關(guān)聯(lián)的，TX Power越大，EVM越大，即信號質(zhì)量越差，所以實(shí)際工程應(yīng)用中，要在TX Power和EVM之間取一個折中。影響EVM的因素主要有射頻鏈路的阻抗匹配，以及鏈路的電源質(zhì)量等。
三.Tx spectral mask（發(fā)射功率頻譜模板）
頻譜發(fā)射模板是指在特定的頻率范圍內(nèi)，記錄了該頻率范圍內(nèi)的信號功率譜密度的一種圖形表示。 它反映了無線通信設(shè)備在發(fā)送信號時，信號在不同頻率上的功率分布情況。 通過測量和分析頻譜發(fā)射模板，可以評估設(shè)備的發(fā)射性能、干擾抑制能力以及與其他系統(tǒng)的兼容性。
在802.11各協(xié)議中，分別定義不同協(xié)議下的頻譜模板規(guī)范：
下圖為11AX 模式20M帶寬的頻譜模板標(biāo)準(zhǔn)：如下圖形也展現(xiàn)了不同頻率偏移下，對發(fā)射頻譜的要求。
下圖為實(shí)際測試圖片,分別為11Be 40M以及80M的模板圖；紅色框線即為頻譜模板的標(biāo)準(zhǔn)。在發(fā)射功率滿足的條件下，頻譜模板越小且標(biāo)準(zhǔn)模板線越遠(yuǎn)，其性能越好.PS:第一個頻譜模板雖符合標(biāo)準(zhǔn),但有一些小問題，歡迎大家留言討論：
四.Frequency Tolerance（頻率誤差）
頻率誤差(Frequency Tolerance):表征射頻信號偏離該信號所處信道中心頻率的大小，單位為PPM。WIFI協(xié)議中對各頻段的頻偏誤差要求范圍如下表。
PPM計(jì)算公式為：
實(shí)際工程應(yīng)用中，PPM值越小越好，表明偏離中心頻率的范圍越小，影響頻偏的主要因素是晶體及負(fù)載電容選型(特別要注意晶體的穩(wěn)定性及溫漂特性)，以及相關(guān)layout走線。除了晶體本身電路外，還需要注意晶體校準(zhǔn)，也會影響頻偏大小，WIFI 方案中，在射頻校準(zhǔn)過程中，都會對晶體做校準(zhǔn)，它會通過芯片內(nèi)部調(diào)節(jié)，來調(diào)整頻偏大小，只有校準(zhǔn)不通過時，我們便會考慮調(diào)整硬件晶體電路。我們測試PPM時,也是需要先完成校準(zhǔn),再測試,才能保證準(zhǔn)確性.
五.Spectral Flatness（頻譜平坦度）
頻譜平坦度（Spectral Flatness）：表征待測信號在其所在信道內(nèi)，功率平坦的程度，反應(yīng)了信號子載波的功率變化，它測量每個子載波的平均功率對所有子載波平均功率的偏離。頻譜平坦度的平坦與否影響無線信號連接性能。下圖為802.11be中的標(biāo)準(zhǔn)要求。
如下為實(shí)際的測試結(jié)果(要求平坦度測試曲線必須在下圖所示的兩條紅線的范圍之內(nèi)):
六.Spurious Emissions（發(fā)射機(jī)雜散）
雜散發(fā)射（spurious emission）指必要帶寬之外的一個或多個頻率的發(fā)射，其發(fā)射電平需要降低到不影響相應(yīng)信息的傳遞；雜散發(fā)射包含諧波發(fā)射、寄生發(fā)射、互調(diào)產(chǎn)物及變頻產(chǎn)物。 發(fā)信機(jī)的雜散輻射是指用標(biāo)準(zhǔn)信號調(diào)制時在除載頻和由于正常調(diào)制和切換瞬態(tài)引起的邊帶以及鄰道以外離散頻率上的輻射。
諧波對整過WIFI系統(tǒng)影響較大，比如2.4G的二次諧波，剛好落在5G的頻帶附近,容易對5G頻段造成干擾,同時雜散也會影響法規(guī)測試,比如FCC,CE 認(rèn)證,對響應(yīng)的頻率都有嚴(yán)格的功率限制.如下為國內(nèi)某運(yùn)營商的招標(biāo)要求:
如下為2.G頻段各次諧波對應(yīng)頻點(diǎn):
2412MHz (Ch1), 2437MHz (Ch6), 2462MHz (Ch11)
–TX 2nd Harmonic
4824MHz (Ch1), 4874MHz (Ch6), 4924MHz (Ch11)
–TX 3rd Harmonic
7236MHz (Ch1), 7311MHz (Ch6), 7386MHz (Ch11)
–TX 4th Harmonic (不在受限帶寬內(nèi))
9648MHz (Ch1), 9748MHz (Ch6), 9848MHz (Ch11)
–TX 5th Harmonic
12060MHz (Ch1), 12185MHz (Ch6), 12310MHz (Ch11)
射頻一般來說影響較大的是二次,三次諧波,當(dāng)然對于其它信號來說就不一定,比如時鐘信號,開關(guān)信號等,較高次諧波依然有較大影響.
下圖為實(shí)際測試5G頻段雜散圖.我們可以看到二次諧波凸起比較明顯.
我們實(shí)際測試時需要注意:需要用濾波器將主信號濾除，防止強(qiáng)主信號影響弱雜散信號的測量,同時測試高于主信號的雜散頻譜用高通濾波器，測試低于主信號的雜散頻譜用帶組濾波器。
七.Occupied Bandwidth, OBW(占用帶寬)
OBW是一個衡量信號頻譜寬度的重要參數(shù)，用于描述信號在頻域上的分布情況。具體來說，占用帶寬定義為信號的頻譜帶寬，其中包含一定百分比的信號功率（通常為99%）。對無線通信產(chǎn)品來說,其的占用帶寬是確定的，不能超過其確定的帶寬范圍，也就是不能占用其他通信產(chǎn)品的頻譜資源。一般來說如果占用的寬度過大，會導(dǎo)致自身信道功率超標(biāo)，占用寬度不夠信道功率就會過小，從而實(shí)現(xiàn)不了產(chǎn)品的通信功能。這一參數(shù)在無線通信中非常重要，因?yàn)樗苯佑绊戭l譜資源的利用效率和信道間的干擾情況.
其實(shí)在WiFi產(chǎn)品中,目前我們很少測試OBW，只是在早期做運(yùn)營商招標(biāo)項(xiàng)目有涉及到，其相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)如下：
以上關(guān)于WiFI TX指標(biāo)大部分可以通過WIFI綜測儀來完成測試,像雜散,OBW需要通過頻譜儀來完成測試.針對其它協(xié)議的射頻技術(shù),相關(guān)測試也是大同小異,關(guān)于射頻TX指標(biāo),你還知道其它常用指標(biāo)嗎?