聯發科技(MTK)、高通(Qualcomm)等晶片大廠接連推出Wi-Fi 7產品，業界持續關注Wi-Fi 7技術發展，對於產品設計人員來說，測試驗證是實現Wi-Fi 7全新性能的關鍵。
Wi-Fi 7是目前科技業者關注的未來技術發展趨勢，Wi-Fi 7產品性能規範不僅加寬頻寬為320M、符合QAM4096，還有一個Wi-Fi 7產品應該具備的非常重要的功能：「多重連接模式技術(MLO)」。其中，在MLO底下，由Wi-Fi 6 Preamble Puncturing延伸而來的Multi-RU Puncturing技術更是Wi-Fi 7技術的一大特點。
訊號覆蓋率影響通訊品質
如果科技產品在設計開發時需要支援上述Wi-Fi 7特點，除了傳輸速率須
達QAM4096以外，訊號的覆蓋率也是衡量Wi-Fi 7通訊品質的指標之一。特別是Wi-Fi 7通訊產品的應用場景多元，各自具有不同的覆蓋範圍需求。
以AP Router為例，AP與多台Station連線傳輸，需要將其他Wi-Fi產品的外部干擾、在各個角度下的衰減情形列入考量，來查看訊號的覆蓋範圍是否符合要求，或查看覆蓋死角的位置。覆蓋死角是指訊號無法到達或覆蓋範圍無法涵蓋的區域，可能導致通訊中斷或品質下降。高覆蓋率表示Wi-Fi訊號能夠覆蓋到更多的區域，提供更廣的服務範圍。
統計市售產品在6GHz頻段的發射功率，受限於無線電法規規定，AP為16~18dBm、筆記型電腦(NB)為12~15dBm、智慧型手機(Smartphone)為12~13dBm。Wi-Fi 7 MCS13/BW:320MHz需要的接收訊號為-34dBm，不考慮環境及干擾，單就自由空間損失估算約為3公尺的距離。也就是說，若天線要符合Wi-Fi 7規範要求，傳輸距離、覆蓋率需要達到2~3公尺的距離，這時，天線晶片廠需要足夠的實驗空間來執行遠場的衰減測試，以證明產品效能(圖1)。
圖1 天線測試場景
測試驗證對於實現Wi-Fi 7全新性能至關重要，而碩訊科技(TRC)針對Wi-Fi 7規範，發明了適用於Wi-Fi 7測試的測試天線，提供「左旋圓形極化天線」、「右旋圓形極化天線」。考慮到測試覆蓋率和角度，測試天線的排列角度基於測試標準規定而設計，方便使用者在轉桌上擺放待測物時，不用特別區分垂直或水平即可測試。碩訊在測試軟體方面，也推出多種測試選項方便使用者進行測試。
測試確保晶片相容性
除此之外，通訊產品的晶片相容性也是Wi-Fi 7產品業者需要考慮的因素之一。不同晶片對應不同廠牌的產品，彼此之間可能存在相容性問題。為了確保Wi-Fi 7通訊產品在不同環境下能夠正常運作，避免相容性衝突，維持通訊品質，需要經過MLO測試，亦稱為「多重連接模式模擬測試」。
碩訊為此推出MLO Box，提供多個STA或多個AP之間交互連線機體。雖然MLO Box將測試空間縮小，改用隔離箱的測試環境(圖2)，但實際上測試結構的損耗能支援測試出2~3公尺的測試距離，集結Wi-Fi 7產品可能會面臨的主要測試項目於一體，是根據通訊標準TR398條文第五章要求而建構的測試環境。
圖2 隔離箱測試環境
由於在眾多裝置中，有七成以上的Wi-Fi上網情境使用手機，MLO BOX特別推出Phone Box模擬手機對AP的連線測試，以及其他不同產品、不同廠牌晶片之間多種組合的連線情境。
Puncturing測試手法依照TR398 6.5.2 AP Coexistence，以吞吐量(Throughput)演算STA使用頻寬，以頻譜證明STA受干擾時使用頻寬。另一方面，Latency測試手法則依照TR398 6.2.6，測試1個STA及4個STA的傳輸連線時間。
天線放置位置攸關雜訊問題
除了天線晶片效能以外，業者在開發設計Wi-Fi 7產品時，還需要注意天線晶片的擺置位置。天線的擺放位置對於收訊品質和雜訊程度有著重要的影響，天線擺放不當將引起雜訊問題，進而影響通訊品質。因此，負責產品設計階段的人員，他們每設計一款外殼(Housing)便會投入稱為EMI的接收感度惡化雜訊測試。進行Wi-Fi 7產品設計時，設計人員將根據Wi-Fi 7 QAM4096規範，控制產品被動元件雜訊小於訊號強度-38dBm，以維持Wi-Fi 7天線晶片的效能。
回過頭來看，在Wi-Fi 7 QAM4096的應用中，除了大家耳熟能詳的筆電、手機、AP Router以外，其實也涵蓋熱門的AR/VR/MR/XR產品，例如智慧眼鏡、智慧頭盔，以及其他穿戴式智慧產品。AR/VR/MR/XR這類產品尤其需要低延遲高速率的連線技術。
以熱門的智慧頭盔為例，頭戴式裝置內建Wi-Fi 7天線傳導測試接收感度約在-47dBm，在每間隔78.125KHz一個子載波的訊號能量為-83dBm。要進行QAM4096的解調，在78.125KHz頻段內的雜訊必須小於-121dBm，此一限制只比一般的熱雜訊(-174dBm/Hz=-126.1dBm/78.125KHz)高約5dB。頭戴式裝置的控制計算單元、影像、感知及聲音處理單元，其資料傳輸的寬頻雜訊必須小於-121dBm，或者在天線與雜訊源之間保持適當隔離，因此需要量測整個裝置的雜訊分布。
然而，頻譜分析儀在解析頻寬為100KHz時，其Noise Floor level=-115dBm，無法量測QAM4096的解調雜訊限制-121dBm。為此，碩訊提供載台雜訊測試系統Platform Noise Scanner，利用掃描探棒透過頻譜分析儀掃描出雜訊熱點位置，並降低衰減器衰減值以維持2.5Gbps吞吐量，此降低的衰減值即為320MHz頻寬MCS13的接收感度惡化。進行此項測試使用頻譜找出6~10個最大的雜訊干擾源，雜訊測試的各參數設定以及吞吐量測試的設定均須列入考量，才能穩定重測性。
總結而言，針對Wi-Fi 7天線，放置位置、傳輸距離、覆蓋範圍、晶片相容性、雜訊除錯等因素皆十分關鍵，而碩訊科技的測試設備提供以上各方面的測試項目，讓Wi-Fi 7業者在通訊產品開發及設計階段，在上述各層面的考量上，能以數據評估表現並進行比較。
(本文由碩訊科技提供)