802.11物理层测试标准（11n HT-4）汇总详解

今天我们继续来学习11n的发射机指标。

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Transmit spectrum mask

11n的频谱发射模板，与之前的11b和11a还是有所不同，可以参考一起来学802.11物理层测试标准（DSSS-1）以及一起来学802.11物理层测试标准（11a的射频要求)。我们分别来看一下11n在2.4GHz和5GHz频段20M和40M带宽的频谱模板。

注意RBW和VBW的设置如下：

RBW：100kHz；
VBW：30kHz；

另外还需注意的是，除了图中标注出来的在一定offset频率处的相对dBr的值，还有一个模板外的绝对功率谱密度的要求：

20MHz带宽：小于–53 dBm/MHz @ 30 MHz frequency offset 及以上频段；
40MHz带宽：小于–56 dBm/MHz @ 60 MHz frequency offset 及以上频段；

 

 

以下是11n在5GHz频段40MHz带宽的频谱模板测试截图：

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Spectrum Flatness

对于11n的频谱的平坦度，总共定义了三种情况，三种情况均可以用下面的图形来表示：即A到B代表的子载波平均能量与其平均能量的偏差不得超过 ± 4 dB；C到D代表的子载波平均能量与A到B的平均能量的偏差不得超过 +4/-6dB。

具体地，可分为以下三种ABCD的情况：

在 20 MHz 信道和 40 MHz 信道中相应的 20 MHz 传输中：

A=1；
B=16；
C=17；
D=28；

在 40 MHz 传输中（不包括 MCS 32 格式和non-HT duplicate格式的 PPDU）

A=2；
B=42；
C=43；
D=58；

在 MCS 32 格式和non-HT duplicate格式中：

A1=6；A2=33；
B1=31；B2=42；
C=43；
D=58；

注：调制和编码方案 MCS 32：HT PHY 的PPDU格式，它占用信道宽度的两半部分信号包含相同的信息。这种 HT PPDU 格式支持最低速率。

non-HT：标准给出的定义是既非11n的HT，也非11ac的VHT；而non-HT duplicate：这种传输格式是在两个或多个 20 MHz 信道中复制 20 MHz的non-HT传输，并允许任何一个 20 MHz 信道上的non-HT基本服务集（BSS）中的STA接收。比如40MHz的non-HT duplicate是指PHY在两个相邻的20MHz信道上复制20MHz non-HT传输的格式。

以下是11n在40MHz带宽下Greenfield模式的频谱平坦度的测试截图：

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Transmit power

对于最大允许的Transmit power，仍然是根据各个国家和地区的相关监管机构规定的要求进行测量。时至今日，来看一下我国最新的相关规定，出自工信部【2021】129号文件：工业和信息化部关于加强和规范2400MHz、5100MHz和5800MHz频段无线电管理有关事宜的通知 (miit.gov.cn)

2400-2483.5MHz 等效全向辐射功率：
  ——合成天线增益小于 10dBi 时，不大于 20dBm；
  ——合成天线增益大于等于 10dBi 时，不大于 27dBm。
5150-5350MHz等效全向辐射功率：不大于 23dBm；
5725-5850MHz等效全向辐射功率：不大于 33dBm；

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Transmit center frequency tolerance

Symbol clock frequency tolerance

对于5GHz 频段的发射机中心频率容差（transmitter center frequency tolerance）以及符号时钟频率容差（symbol clock frequency tolerance）应为 ± 20 ppm，2.4 GHz频段的发射机中心频率容差应为 ± 25 ppm。不同的发射链路中心频率（LO）和每个发射链路符号时钟频率均应来自同一个参考振荡器。但我国对于WLAN系统频率容限的规定均为不超过± 20 ppm。

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Packet alignment

在11n的发射机测试中，增加了一个packet alignment的测量项。packet alignment直译是“数据包对齐”。实际上要说的是接收端在什么时间点发送PHY-CCA.indication(IDLE) 原语以及发射端在什么时间点发送PHY-TXEND.confirm 原语，以及持续时间如何。无论是否需要信号扩展，时间点都应选择在数据包最后一个符号发出后的 4 μs 边界。如果有信号扩展，则发出原语的持续时间为 aSignalExtension。如下图所示，需要边界对齐。

关于PHY-CCA.indication原语可以参考我们之前学习过的一起来学802.11物理层测试标准（DSSS-CCA-信道可用性评估），即信道空闲评估的一个指示。而PHY-TXEND.confirm 是由PHY 向本地 MAC 实体发出，来确认传输完成的原语。

那么信号扩展又是什么呢？跟我们前面学习的beamforming有关，在 HT-mixed和HT-greenfield格式帧中，有两种HT-LTF：数据 HT-LTF（HT-DLTF）和扩展HT-LTF（HT-ELTF）。HT-DLTF 始终包含在 HT PPDU 中，为接收机形成信道估计提供必要的参考，使其能够解调帧的数据部分。而HT-ELTF 在sounding PPDU 中提供额外的参考，以便接收机能够对帧数据部分所使用的信道之外的信道信息进行估计。

编辑：黄飞