Wi-Fi 7-Tests

Wi-Fi 7-Testlösungen

Die neuen Design-Herausforderungen des Wi-Fi 7-Standards

Wi-Fi 6 wird mit der Freigabe des 6-GHz-Spektrums für Wi-Fi 6E durch die Regulierungsbehörden eine dominante Marktposition erreichen. Allerdings ist auch Wi-Fi 7 oder WLAN für extrem hohen Durchsatz (Extremely High Throughput, EHT), wie in IEEE 802.11be definiert, bereits auf dem Markt verfügbar.

Das Hauptziel von 802.11be ist die Erhöhung des Datendurchsatzes bis in den zweistelligen Gigabit-Bereich bei gleichzeitig niedriger Latenz. Damit sollen Anforderungen von Anwendungen wie Video-Streaming mit höchster Auflösung, virtueller Realität und erweiterter Realität erfüllt werden. Ähnlich wie Wi-Fi 6E wird Wi-Fi 7 im 2,4-GHz-, 5-GHz- und 6-GHz-Band arbeiten, mit kleineren Anpassungen des Tonplans.

Zu den wichtigsten Faktoren, die einen höheren Durchsatz ermöglichen, gehören eine höhere Kanalbandbreite von 320 MHz, die 4096QAM-Modulation und eine neue Technologie, die als Multi-Link-Betrieb (Multi Link Operation, MLO) bezeichnet wird. Diese erweiterten Funktionen stellen für ältere Wi-Fi-Testaufbauten eine Herausforderung dar – Rohde & Schwarz bietet daher Testlösungen an, die speziell auf neue und zukünftige Wi-Fi-Generationen zugeschnitten sind.

Unterstützung für extrem hohen Durchsatz (EHT)

Die Grundlage für EHT bilden breitere Kanäle und höherstufige Modulationsverfahren. Dieses Fundament reicht jedoch nicht aus, um auch die Anforderungen zukünftiger Anwendungen zu erfüllen. Aus diesem Grund wurde MLO eingeführt – eine völlig neue Funktionalität auf der MAC-Schicht. MLO ermöglicht es einer Station (STA), für die Kommunikation mit einem Zugangspunkt (Access Point, AP) mehrere physische Verbindungen mit verschiedenen Betriebsmodi herzustellen und zu nutzen, je nach Bitübertragungsschicht des Multi-Link-Geräts.

Für eine effiziente Nutzung des neuen 6-GHz-Spektrums sind Möglichkeiten wie mehrere Resource Units (MRU)und Präambel-Punktierungvon großer Bedeutung. Diese Funktionen führen neue Komplexität ein und erfordern innovative Testlösungen.

Wichtige Technologiekomponenten des Wi-Fi 7-Standards

Das 6-GHz-Band bietet eine begrenzte Anzahl von 320-MHz-Kanälen. In Europa sind beispielsweise nur zwei überlappende Kanäle verfügbar, in Nordamerika immerhin sechs. Da das 6-GHz-Band nun für die lizenzfreie Nutzung freigegeben ist, können die Möglichkeiten von Wi-Fi 7 jedoch voll ausgeschöpft werden. Die Verfügbarkeit von 160/320 MHz breiten Kanälen und die mit Wi-Fi 6 eingeführte Präambel-Punktierung spielen eine immer wichtigere Rolle.

In diesem Zusammenhang ist die Einführung mehrerer Resource Units (MRU) für eine effizientere Nutzung der Spektrumressourcen von Bedeutung. Das optionale nächsthöhere Modulationsverfahren 4096QAM ermöglicht einen höheren Datendurchsatz unter optimalen Funkbedingungen (hohes Signal-Rausch-Verhältnis) und eignet sich daher am besten für die Nahbereichskommunikation zwischen Wi-Fi-Geräten.

MLO wird in verschiedenen Varianten eingeführt. Grundsätzlich kann ein Multi-Link-Gerät (MLD) zeitgleich mehrere Verbindungen auf unterschiedlichen Kanälen aufbauen und betreiben. Davon profitieren der Gesamtdurchsatz, die Latenz und Zuverlässigkeit, insbesondere bei stark ausgelasteter Funkumgebung. Zu diesem Zweck wird die MAC-Schicht in eine obere und untere Teilschicht unterteilt: Die obere Teilschicht übernimmt diejenigen Funktionen, die bei allen Verbindungen gleich sind, während die untere Teilschicht für verbindungsspezifische Funktionen zuständig ist.

Abhängig von den Funkfähigkeiten des MLD sind zwei Betriebsarten definiert:

• Gleichzeitiges Senden und Empfangen (Simultaneous transmit and receive, STR)
• Nicht gleichzeitiges Senden und Empfangen (Non simultaneous transmit and receive, NSTR)

Für mobile, batteriebetriebene Geräte mit eingeschränkter Funkfähigkeit sind spezielle Betriebsmodelle definiert. Zu diesen Modellen gehören der Enhanced Multi Link Single Radio-Modus (EMLSR) für STAs sowie der NSTR Mobile AP MLD-Betrieb.

Ihre Herausforderungen bei 802.11be

Der 802.11be-Standard definiert verschiedene Sender- und Empfängertests wie Fehlervektor (EVM), Sendeleistung, Ausstrahlung und Empfindlichkeit. Beispielsweise erfordert die 4096QAM-Modulation Signalgeneratoren, die Signale mit sehr geringer Verzerrung über eine Bandbreite von bis zu 320 MHz übertragen können, sowie Spektrumanalysatoren mit der benötigten Analysebandbreite, die einen sehr niedrigen Rest-EVM bieten.

Fortgeschrittene Funktionen wie orthogonaler Frequenzmultiplex-Vielfachzugriff (Orthogonal Frequency Division Multiple Access, OFDMA) und MRU-Zuweisung im Multi-User-Betrieb und MLO machen zusätzliche Signaling-Testlösungen notwendig. Diese Anforderungen führen zu einer höheren Komplexität und mehr Varianten, die getestet werden müssen. Innovative Testlösungen sind gefragt, die den vielfältigen Anforderungen während des gesamten Produktlebenszyklus gerecht werden.

Leistungsstarke Wi-Fi 7-Testlösungen

Rohde & Schwarz erweitert sein Wireless-Testportfolio kontinuierlich, um auch die neuesten technologischen Innovationen zu unterstützen. Wir bieten eine umfassende Palette an Lösungen für Wi-Fi-AP- und Wi-Fi-STA-Tests an:

• HF-Komponenten
• Chipsätze
• Module
• Geräte

Unsere Lösungen decken alle Anwendungsschichten ab, von HF- über Signalisierungs- bis hin zu End-to-End-Applikationstests.