Wi-Fi 6/6E 特性分析 (三):影像頻寬對功率量測準確度的影響
Wi-Fi 6(亦稱為 802.11ax)作為最新一代的 Wi-Fi 標準,其設計目標在於全面提升無線網路的表現,包括更高的網路效率、更優化的裝置電池續航力,以及在高密度或擁擠無線環境下更穩定的運作效能。
在眾多技術演進中,Wi-Fi 6 最顯著的改進之一,便是其支援高達 160 MHz 的通道頻寬,此舉大幅提升了資料傳輸量的理論上限,然而,這項優勢也直接對測試儀器帶來了嚴峻的挑戰,也就是對影像頻寬(VBW, Video Bandwidth)提出了前所未有的要求。
Wi-Fi 6 通道頻寬的演進
Wi-Fi 6 裝置的運作頻譜涵蓋了傳統的 2.4 GHz、5 GHz 及新增的 6 GHz 頻段,為了讓多個裝置能同時通訊,這些頻段被細分為多個獨立的 Wi-Fi 通道,而每個通道的大小,即為其頻寬。
Wi-Fi 技術的發展歷程中,通道頻寬不斷擴展,從早期的 20 MHz,逐步倍增至 40 MHz、80 MHz,直至今日的 160 MHz,更寬的頻寬如同更寬闊的公路,允許更多資料同時通過,從而實現更快的連線與傳輸速度。
特別是在 5 GHz 頻段中,Wi-Fi 6 充分利用了寬頻優勢,支援多種通道模式,包括單一的 80 MHz 通道、將兩個不連續的 80 MHz 頻譜區塊合路使用的 80+80 MHz 通道,以及一個完整的連續 160 MHz 通道(如圖 1 所示)。

圖 1:Wi-Fi 各代標準及其對應的通道頻寬。
正是 Wi-Fi 6 的 160 MHz 通道運用能力,使其得以滿足現代及未來高速裝置對於極致傳輸效能的渴求,但這也表示測試與量測產業必須開發出能夠精準驗證這些先進晶片組與裝置的解決方案,確保其功率量測結果的可靠性與準確性。
準確量測的關鍵:影像頻寬要求
要精確量測通道寬度高達 160 MHz 的訊號,測試儀器的 VBW 是否足夠寬闊成為了決定性的因素。
VBW 精準地定義了一部感測器對於訊號封包功率進行量測時,其跟隨訊號振幅瞬間變化的反應速度,封包功率是一個連續變動的函數,它描繪了訊號由於其固有的脈衝特性、複雜的調變機制或傳輸失真,所導致的振幅即時變化,倘若感測器的反應速度跟不上訊號振幅的變化速率,量測系統將無法忠實還原真實的訊號波形,最終對封包功率、峰值封包功率(封包功率在整個時間內的最高瞬時值),乃至於平均功率的量測結果,都會導入顯著的誤差。
圖 2 具體展示了此效應,當一個具有快速振幅變化的調變訊號被兩個不同能力的感測器追蹤時,感測器一(藍色)因具備充足的 VBW,能夠完整地捕捉脈衝訊號的封包輪廓,精確追蹤其峰值與谷值;反觀感測器二(綠色),則因 VBW 能力不足,其量測結果產生了明顯的平滑化,無法反映真實的峰值功率,這種差異最終體現為嚴重的量測誤差。

圖 2:充足與不充足的 VBW 及其對量測準確性造成的影響。
現實情況是,市面上許多既有的測試設備,其 VBW 能力並非為了處理 Wi-Fi 6 如此寬頻的訊號而設計,這直接導致了它們無法準確捕捉 Wi-Fi 6 訊號的峰值功率。
在這種限制下,工程師時常被迫採取折衷的測試方案,其中最常見的一種,便是放棄峰值功率,轉而量測較不敏感的平均功率,然而,如同任何技術上的妥協,這種作法雖然看似解決了眼前的問題,卻也可能掩蓋了關鍵的產品缺陷,並為產品的最終效能帶來風險。
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