Wi-Fi 6/6E 特性分析 (二)：如何克服 Wi-Fi 6 寬通道的功率量測難題？
Wi-Fi 歷經了數代演進，每一代都提供了多樣的改進，用以支援日益增長的連網裝置數量，Wi-Fi 的定義與分類由 IEEE 802.11 系列標準所規範，而最新一代、也就是 Wi-Fi 6 (802.11ax) 於 2019 年發布，Wi-Fi 6 裝置運作於 2.4 GHz 與 5 GHz 頻段，而 Wi-Fi 6E 則是將 802.11ax 標準擴展至 6 GHz 頻段。
本文將說明如何克服 Wi-Fi 6 的測試挑戰，我們將特別討論 Wi-Fi 6 的通道頻寬、以及其對射頻功率量測測試設備後續的性能要求，同時我們也將檢視對於 Wi-Fi 6 測試至關重要的其他測試儀器功能。
Wi-Fi 6 的頻寬需求
Wi-Fi 6 的設計可提升在高密度無線環境中的效率與速度，實現更快連線速度的其中一個因素，是在更寬的通道上擴展了資料流量，通道的頻寬越寬，在特定時間內可傳輸的資料量就越大；簡單來說，Wi-Fi 通道是用來劃分 Wi-Fi 頻段的區塊，這個概念可以比喻為一條特定道路（Wi-Fi 頻段）上的不同車道（Wi-Fi 通道）。
以 Wi-Fi 6 為例，其在 5 GHz 頻段的通道頻寬範圍涵蓋 20、40、80 及 160 MHz，而 Wi-Fi 6E 更在 6 GHz 頻段中釋出了額外的 1.2 GHz 頻譜，這即使在最寬的通道寬度下，也增加了非重疊通道的數量。
射頻功率感測器的影像頻寬
在測試 80 MHz 甚至高達 160 MHz 的 Wi-Fi 6 通道時，工程師必須考量射頻功率感測器的影像頻寬 (Video Bandwidth, VBW) 限制，VBW 定義了測試儀器追蹤訊號封包功率的能力，也就是振幅隨時間變化的情況（圖 1）。
圖 1：關鍵的射頻功率量測項目（左側）以及不同影像頻寬能力感測器之間的比較（右側）。
那麼，使用缺乏 Wi-Fi 6 通道所需 VBW 的功率感測器會存在哪些風險呢？我們來檢視以下幾點：
- 量測不準確：
對於封包功率、峰值封包功率與平均功率的量測，誤差的可能性會急劇增加。 - 取代峰值功率量測：
為了彌補 VBW 的不足，工程師可能會改用平均功率量測來取代峰值功率量測，但這將無法揭示訊號壓縮與失真的程度。 - 昂貴的測試設備：
工程師可能轉而使用更昂貴、更複雜的測試儀器來滿足 VBW 的要求，這最終會降低 Wi-Fi 6 測試的效率並增加成本。
Boonton RTP5000 系列即時 USB 射頻功率感測器無需犧牲精確度、成本和易用性，提供了市場上最寬的 195 MHz 影像頻寬 (VBW)，RTP5000 系列的超寬 VBW 能力，使其成為量測 80 MHz 和 160 MHz Wi-Fi 6 通道的完美、無須妥協的選擇。
<克服 Wi-Fi 6 測試挑戰
除了 VBW 之外，Boonton RTP 系列射頻功率感測器及其相容的軟體工具，例如 RTP 量測緩衝模式應用程式，也提供了其他特別適合 Wi-Fi 6 測試的附加功能，其中關鍵的功能包括：
- 峰值因數 (Crest factor) 與 CCDF：
峰值因數量測與互補累積分布函數 (CCDF) 是相當有價值的分析工具，可用於評估寬頻寬 Wi-Fi 訊號的元件線性度。 - 多通道量測：
對於採用多輸入多輸出 (MIMO) 架構的 Wi-Fi 6 晶片組，同步獨立閘控模式 (Synchronized Independent Gate Mode) 能夠在多個同步或非同步的傳輸鏈上進行封包功率量測，並在所有感測器之間共用一個共通的時間基準。 - 時間閘控 (Time gating)：
RTP 量測緩衝模式應用程式透過多樣的時間閘控選項，簡化了在 Wi-Fi 訊號特定區段上擷取射頻功率量測的流程。 - 擴展量測視窗：
透過 Boonton 即時功率感測器與 RTP 量測緩衝模式應用程式，工程師能夠在長時間的量測視窗內進行無間隙擷取，從而穩定且完整地捕捉間歇性的訊號現象。
憑藉著可容納 Wi-Fi 6 通道頻寬的超寬 VBW、同步的多通道量測、延長的量測持續時間、無間隙訊號擷取以及先進的量測控制與分析能力，Boonton 的解決方案是實現這些量測的理想選擇。