Peter Macejko, Spezialist für drahtlose Netzwerke, Anritsu Corporation
Die neueste Version von WLAN (Wireless Local Area Network) ist Wi-Fi 6, die sechste erfolgreiche kommerzielle Version des IEEE 802.11-Standards. Obwohl in der Branche offiziell unter der IEEE-Bezeichnung bekannt, ist der Begriff Wi-Fi 6 bei Verbrauchern geläufiger.
Der ältere Wi-Fi 5-Standard kann für einen Benutzer höhere Datenübertragungsgeschwindigkeiten erreichen, jedoch nur unter idealen „Lab“-Bedingungen. Neue Funktionen, die Wi-Fi 6 hinzugefügt wurden, machen es zu einer robusteren Technologie und näher an den versprochenen Geschwindigkeiten.
Eine der bemerkenswertesten Innovationen ist die Verwendung der OFDMA-Technologie (orthogonal frequency-division multiple access). Ähnlich wie bei der zellularen LTE-Technologie werden den Nutzern auf bestimmten Frequenzen Zeitfenster für ihre Funkübertragung zugewiesen. Damit wird die Kommunikation zwischen einem Access Point und den Stationen wesentlich effizienter verwaltet als mit der bisherigen Technik OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing).
OFDMA kanalisiert die verfügbaren Frequenzen auch auf andere Weise. In den obigen Standards beträgt die minimale Kanalbreite 20 MHz.In einigen Fällen können zwei benachbarte Kanäle verbunden werden,indem die Trägerfrequenz in der Mitte der zwei Kanäle variiert wird. Dadurch kann die Breite des Kanals sein
40 MHz, 80 MHz und 160 MHz, wodurch die Übertragungsgeschwindigkeiten auf Kosten der Belegung von mehr Frequenz erhöht werden.
In Wi-Fi 6 wird die kleinste für die Datenübertragung verfügbare Einheit als RU (Resource Unit) bezeichnet. Die RU kann 26, 52, 106, 242, 484 oder 997 Töne (Unterträger) enthalten. Da der Abstand zwischen Unterträgern in Wi-Fi 6 78,125 kHz beträgt, beträgt der minimale Platz, den RU einnimmt, etwa 2 MHz des Frequenzbereichs, was eine bessere Anpassung der Spektrumsressourcen als in früheren Standards ermöglicht.
Zuordnung von RUs innerhalb der 20-MHz-Kanalbandbreite.
Zusätzlich zur Verbesserung der Spektrumseffizienz werden dank der Modulation des 1024QAM-Datenunterträgers auch mehr Bits pro übertragenem Symbol übertragen. Diese Modulation weist einem übertragenen Symbol 10 Nachrichtenbits zu (2^10=1024) und bietet somit höhere Datenraten für Wi-Fi 6 als bei früheren Standards. Auch die Symboldauer wurde aufgrund dichterer Zwischenträgerschlitze vervierfacht. Einfach ausgedrückt: Je kleiner das Signal im Frequenzbereich ist, desto größer ist es im Zeitbereich und umgekehrt. Dies verbessert die Robustheit, insbesondere im Außenbereich.
Neu, Wi-Fi 6 adressiert Anwendungen in der IoT-Umgebung (Internet of Things), einer Welt, in der niedriger Verbrauch von größter Bedeutung ist. IoT-Geräte werden oft mit Batterien geliefert, die nicht ausgetauscht werden können, da ein Austausch die Zerstörung des Geräts erfordern würde. Daher ist es wichtig, über Kommunikationsprotokolle zu verfügen, die Energiesparfunktionen integrieren.
Eines der Merkmale von Wi-Fi 6 ist die kleinere RU mit 2 MHz Breite. Die Verwendung eines kleineren Frequenzspektrums zum Senden eines Signals erfordert weniger Leistung als größere Frequenzspektren; B. der Kanal des bisherigen Standards mit einer Breite von 20 MHz Dadurch wird Energie eingespart, da weniger Unterträgerfrequenzen verwendet werden.
Eine weitere Energiesparfunktion umfasst Zeitpläne, die es einem mit Wi-Fi 6 betriebenen Gerät ermöglichen, einige Zeit „zu schlafen“. Diese Funktion heißt TWT (Target Wake Time). Im Schlafmodus ist der Verbrauch von drahtlosen Geräten minimal. Das Gerät wird zu einem bestimmten Zeitpunkt aktiviert und sendet Informationen; beispielsweise die Temperatur in einem Raum oder Informationen über den Mangel an medizinischen Produkten. Sobald diese Informationen übermittelt wurden, kann ein WLAN-Gerät in den Schlafmodus zurückkehren.
Die TWT-Funktion hilft beim Energiesparen, indem sie die Station in den Schlafmodus versetzt.
Trotz dieser Vorteile kann eine große Anzahl kommunizierender WLAN-Geräte gegenseitige elektromagnetische Interferenzen erzeugen, die die WLAN-Gesamtleistung verringern. Diese können in Wi-Fi 6 teilweise durch Techniken wie dynamisches OBSS-PD (OBSS Packet Detection) abgemildert werden, das unterschiedliche Leistungsschwellenwerte anpasst, um das richtige Eingangssignal zu erkennen.
Die Hauptstörquelle ist jedoch die Belegung von Frequenzbändern. Bis Wi-Fi 6 waren nur zwei Bänder definiert: 2,4 GHz und 5,0 GHz.
Diese beiden Bänder reichten aus, um die Anzahl der Benutzer und die erforderlichen Datenraten zu bewältigen. Um der Nachfrage nach höheren Datenraten und Zuverlässigkeit gerecht zu werden, wurde ein neues 6-GHz-Frequenzband vorgeschlagen, das bei 5,925 GHz beginnt und bis 7,125 GHz reicht, wodurch weitere 1200 MHz Spektrum hinzugefügt werden.
Wi-Fi-Sites können verschiedene Signalübertragungseigenschaften haben, und es gibt viele Variablen, die sich auf die Wi-Fi-Leistung auswirken. Es ist wichtig, den besten Standort für Ihre Wi-Fi-Antenne(n) zu wählen und dabei Materialien zu berücksichtigen, die drahtlose Signale blockieren oder absorbieren könnten.
Die Wi-Fi-6-Leistung kann mit dem WLAN-Tester MT8862A von Anritsu gemessen werden. Dieses Instrument bietet einen großen Dynamikbereich, der OTA-Tests (Over-The-Air) ermöglicht, um die physikalischen Eigenschaften eines Funkkanals zu messen. Es ist auch möglich, IP-Datenverbindungstests bis zu Wi-Fi 5 durchzuführen. Mit diesem Instrument kann die Wi-Fi-Leistung optimiert werden, damit Benutzer eine hohe Erlebnisqualität (Quality of Experience, QoE) genießen.
Anritsu MT8862A WLAN-Tester.
Unternehmen können auch die Interoperabilität vieler drahtlos verbundener Geräte testen, indem sie mehrere Technologien parallel testen, um zu sehen, wie sich die Qualität von WLAN-Signalen auswirkt. Alternativ können sie den Betrieb des Empfängers überprüfen (Empfindlichkeitstest), der darin besteht, die Ausgangsleistung des MT8862A-Instruments allmählich zu verringern. Der Anstieg der Fehlerraten PER (Packer Error Rate) und FER (Frame Error Rate) kann viel über das zu testende Gerät (DUT) in einer bestimmten Umgebung aussagen. Die Verbindung zu einem DUT kann durch eine Rauschquelle weiter verschlechtert und dann analysiert werden.
Die Wi-Fi 6E-Unterstützung des MT8862A ermöglicht das Testen des 6-GHz-Bands, das potenzielle Quellen elektromagnetischer Interferenzen mit sich bringt. Neben der Messung der Gesamtempfindlichkeit in diesem Band können auch Tests am Sender durchgeführt werden. Leistungs-, Spektrummasken- und Modulationsgenauigkeitsmessungen werden deutlich im Hauptfenster der Remote-GUI angezeigt, wobei detailliertere Messinformationen im Numerical Output-Fenster verfügbar sind.
MT8862A Grafische Remote-Benutzeroberfläche (GUI).
Die Remote-GUI kann auch weitere Informationen über ein verbundenes DUT anzeigen, wie unter anderem seine MAC-Adresse, unterstützte MCS-Standards und -Werte. Innerhalb der GUI ist es auch möglich, die Art der Verschlüsselung auszuwählen: WEP, WPA/WPA2-Personal/WPA3-Personal. Eine IP-Adresse eines DUT kann dank eines eingebauten DHCP-Servers statisch oder dynamisch zugewiesen werden. Viele andere typische WLAN-Netzwerkparameter können auch in der GUI ausgewählt werden, wie z. B. ein SSID-Name und ein Passwort (falls Verschlüsselung angewendet wird).
Alle GUI-Schritte können dank der Fernsteuerungsschnittstelle weiter automatisiert werden, was sehr praktisch für die Automatisierung von Messungen ist. Um diese Automatisierung zu bewirken, kann ein Benutzer Automatisierungstools erwerben, wie z Smart Studio-Manager (SSM) bzw Automatisierungstest-Software (ATS). Die abenteuerlustigsten Benutzer können noch weiter gehen und ihre eigene Automatisierung mit Sprachen wie Python durchführen. Benutzer müssen die richtigen Anweisungen und Abfragen finden, um mit dem MT8862A zu kommunizieren. All diese Möglichkeiten machen den WLAN-Tester MT8862a von Anritsu zu einem idealen Begleiter im Labor.
Für Massenproduktionstests von WLAN-verbundenen Geräten gibt es eine bessere Wahl: das MT8870A Universal Wireless Test Package, das eine schnelle und einfache Möglichkeit bietet, die HF-Eigenschaften von WLAN-verbundenen Geräten zu überprüfen. Neben der Wi-Fi 6-Technologie umfasst es andere wie GSM, WCDMA, LTE, 5G NR und viele mehr. Sie müssen nur das Rundspiel steuern. Dank seiner großen Anzahl an HF-Ports für Verbindungen ist es ein idealer Begleiter in Produktionsanlagen.
