5G Wi-Fi DFS測試淺析

李元偉

上海天祥質(zhì)量技術(shù)服務(wù)有限公司徐匯分公司 上海 200233

引言

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，極大地便利了人們的日常生活，改變了人們的生活方式，人們在加深對互聯(lián)網(wǎng)依賴的同時，對網(wǎng)絡(luò)的要求也越來越高，日常的2.4GHz Wi-Fi越來越不能滿足人類的需求，所以5G Wi-Fi應(yīng)運而生，相較于2.4GHz傳統(tǒng)Wi-Fi，5G Wi-Fi有如下優(yōu)點[1]。①網(wǎng)速更快。2.4GHz Wi-Fi，最高每秒可傳輸36MB的文件，而5G Wi-Fi現(xiàn)在支持最大帶寬可以達到160M，每秒可傳輸文件達到了125MB；②播放質(zhì)量更好，短視頻是時下最熱門的視訊資源，人們分享﹑自拍﹑下載﹑播放短視頻的次數(shù)逐漸增加，得益于更快的網(wǎng)絡(luò)傳輸速度，5G Wi-Fi在視頻播放上有著得天獨厚的條件。③可以讓終端更省電。由于傳輸速度快，極大地節(jié)約了傳輸時間，這樣Wi-Fi終端可以有更多的時間處于低功耗狀態(tài)，降低電量消耗；④信號質(zhì)量好。相較于2.4GHz，有太多的終端工作在這個頻率帶，藍牙﹑無線鼠標﹑鍵盤﹑遙控器﹑Zig Bee﹑ISM以及各種自定義發(fā)射裝置，使得這個頻段擁擠不堪，交織著各種干擾，5G Wi-Fi運行在5GHz以上的高頻段，這個頻段使用終端較少，干擾少，信號更好。

5G Wi-Fi給我們帶來便利的同時，也引發(fā)了一個問題，5G Wi-Fi工作在5150~5850MHz，這個頻段覆蓋了雷達波工作頻段，對軍用﹑氣象等各種雷達信號會產(chǎn)生不必要的干擾，為了解決這一問題，引入了DFS機制。

1 術(shù)語和定義

DFS：Dynamic Frequency Selection，動態(tài)頻率選擇，是一種信道分配方案，終端產(chǎn)品通過DFS功能動態(tài)地選擇或改變工作信道，以避免其對其他終端產(chǎn)品，特別是雷達系統(tǒng)的干擾或避免同信道的其他終端對自身的干擾。

CAC：Channel Availability Check，通道可用性檢查，對于Master設(shè)備需要開機做CAC檢查，對于Slave設(shè)備，沒有雷達波檢測功能的不需要測試CAC，對于有雷達波檢測功能的，工作過程中檢測到雷達波，要重新開機，執(zhí)行CAC檢查。

Master設(shè)備[2]：主設(shè)備，具備主動探測工作的頻率上是否有雷達波信號占用，并主動選擇另一個非占用頻率進行工作的能力。典型產(chǎn)品：路由器﹑AP等。

Slave設(shè)備：從屬設(shè)備，分為具備雷達波檢測功能和不具備雷達脈沖檢測功能兩種。典型產(chǎn)品：無線網(wǎng)卡﹑平板電腦。

2 5G Wi-Fi DFS測試指標要求

根據(jù)ENSI EN 301 893標準中對5G Wi-Fi 終端設(shè)備分為兩類：Master設(shè)備和Slave設(shè)備。我們以先Master主設(shè)備為例。

2.1 開機環(huán)節(jié)

開機檢測機制CAC。

2.2 工作環(huán)節(jié)

檢測到雷達波信號，要求5G Wi-Fi 終端產(chǎn)品[3]：①必須在1s內(nèi)信道關(guān)閉；②10s內(nèi)信道轉(zhuǎn)移到其他信道；③多次測量，檢測概率要大于60%；④30min內(nèi)不能再次回到該信道工作。

3 測試前準備

首先確定終端產(chǎn)品是Master 設(shè)備還是Slave 設(shè)備，不同的終端產(chǎn)品對應(yīng)的DFS要求也是不一樣的，使用到的測試設(shè)備：雷達波信號發(fā)生器﹑頻譜分析儀﹑與被測設(shè)備配對的設(shè)備（Slave 或Master）以及衰減器﹑功分器（合路器）。

4 測試環(huán)境搭建

環(huán)境搭建如下表所示。

表1 環(huán)境搭建

圖1 Master設(shè)備

圖2 Slave設(shè)備有雷達波檢測功能

圖3 Slave設(shè)備無雷達波檢測功能

5 測試過程

5.1 首先檢測信道可用性（CAC）

打開設(shè)備，首先設(shè)備要進行信號可用性檢查，如果沒有檢測到雷達波信號，該信道可用，則正常開機工作，如果檢測到有雷達波信號，則要求終端設(shè)備停止在當前信道的工作，或者跳到其他信道工作，如果5G Wi-Fi終端的信道沒有跳轉(zhuǎn)或者關(guān)閉，則測試Fail。

當5G Wi-Fi的設(shè)備在運行過程中，這時檢測到在同一頻率上有雷達波信號發(fā)射，那么DFS機制就要求我們的終端設(shè)備要有相應(yīng)的動作來規(guī)避。規(guī)避措施如下：①要求必須在1s內(nèi)關(guān)閉當前工作信道，如圖4 T0-T2，信道關(guān)閉，關(guān)閉時間0.033s，那么測試判定合格。②10s內(nèi)信道轉(zhuǎn)移到其他信道，如圖4信道轉(zhuǎn)移到其他頻率，信道轉(zhuǎn)移時間是0.319s，小于標準要求的10s，判定合格。③多次測量，檢測概率要>60%，要求測試所有需要測試的雷達波類型，然后進行概率統(tǒng)計（≥60%）。④30min內(nèi)不能再次回到該信道工作，信道發(fā)生切換之后，要求5G Wi-Fi終端在30min內(nèi)不能再切回該信道，以免再次對雷達波產(chǎn)生干擾。

圖4 信道關(guān)閉和信道轉(zhuǎn)移時間

對于Slave終端設(shè)備，沒有雷達波檢測功能的，只需要測試信道關(guān)閉和信道轉(zhuǎn)移，而且這一過程是跟隨Master主設(shè)備所做出的反應(yīng)，測試方法和Master測試一樣，雷達波注入也是注入master主設(shè)備。有雷達波檢測功能的，如果檢測到雷達波，需要關(guān)機重新開機并做CAC 檢測。

6 結(jié)束語

基于以上測試過程和結(jié)果判定，可以看出DFS是為了使支持5G Wi-Fi的無線終端產(chǎn)品主動探測雷達使用的頻率，關(guān)閉自身信道的發(fā)射并主動切換到另一個頻率信道上，以避開雷達頻率。這樣人們就可以更好地利用5G Wi-Fi帶來的便利，各個國家對DFS性能是有強制性要求的，不符合標準的產(chǎn)品將不會獲得市場準入許可。