我国5GHz频段无线接入设备的发展现状及测试方法

付 靖，林 磊，陈国成

（国家无线电监测中心检测中心，北京 100041）

我国5GHz频段无线接入设备的发展现状及测试方法

付 靖，林 磊，陈国成

（国家无线电监测中心检测中心，北京 100041）

本文将以我国5150-5350MHz频段使用情况及相关民用5GHz频段发射设备现状为切入点，分析现有欧盟及北美针对此频段的认证法规及检测方法，针对我国的无线电法规，提出一套5GHz频段无线接入设备的检测方法。

5GHz频段；无线接入；检测方法

1 引言

为保证目前大众对无线数据接入不断增长的需求，解决原有开放的2.4GHz频段拥堵干扰问题，工业及信息化部无线电管理局于2012年12月31日颁布了《工业和信息化部关于发布5150-5350兆赫兹频段无线接入系统频率使用相关事宜的通知》（工信部无函[2012]620号文件），新频段的开放不仅拓展了用户对于频段的选择，提高了大众的无线数据接入速度，而且解决了目前2.4GHz频段过于拥堵混乱的问题。新国家法令文件的颁布，也给各大民用无线接入设备厂商带来了更多的商机，“802.11ac”、“双频组网”等逐渐成为各品牌商品的推销卖点。但是，由于此频段同时存在一些国家、政府等优先级更高的无线电发射设备，故为了保证此类设备的正常工作，法规文件中明确指出使用5250-5350MHz频段的无线电设备应具备动态频率选择功能，且该功能必须经过无线电型号核准检测认证。由于此频段颁布时间不长，且对频段保护有特殊要求，故亟需制定一套切实可行的检测方法确保相关产品符合国家法律法规要求。

2 国内外5GHz频段开放情况及现行标准

相对于我国2012年才将5150-5350MHz频段开放，欧盟和北美地区多国早已将相关频段开放给民用无线电发射设备使用。图1为目前世界主要地区对5GHz频段的开放使用情况。

图1 世界主要地区对5GHz频段的开放使用情况

目前，欧盟5GHz频段现行标准为ETSI 301 893，北美地区现行5GHz频段标准为FCC Part 15，上述两个标准分别为欧盟与北美地区的无线电管理核准测试的执行标准。主要针对使用5GHz频段的无线电发射设备的射频技术参数以及干扰避让技术参数，给出了明确的指标说明与测试方法。

3 国内外5GHz频段技术要求

2012年12日31日，我国无线电管理局颁布的《工业和信息化部关于发布5150-5350兆赫兹频段无线接入系统频率使用相关事宜的通知》（工信部无函[2012]620号文件）文件中，主要对最大等效全向辐射功率、最大等效全向功率谱密度、载波频率容限以及杂散辐射等射频技术指标给出了明确要求。具体如表1所示。

表1 我国对5150-5350兆赫兹频段的要求

总体上看，我国对于5GHz频段射频技术要求与国外其他地区的标准有相似的地方，但在诸如杂散辐射等指标上也是有别于欧盟ETSI及北美FCC相关现行标准。下面结合我国5GHz频段射频技术要求给出一套建议测试方案。

4 5GHz频段设备推荐检测方案

4.1 等效全向辐射功率测试方法

图2 传导测试环境搭接示意图

搭建测试链路测试，测试方法是按图2所示连接被测设备及测量设备。测试程序如下：

（1）使用示波器或其他测量仪器测量被测信号占空比x=（Tx on/(Tx on + Tx off)）,并将此数据进行记录。

（2）使用功率计或其他测量仪器，在某个指定测试频率上以最大发射功率状态工作，从测量设备上读出被测发射机输出的平均功率A(dBm)。

（3）根据厂家提供的产品天线增益G，计算出等效全向辐射功率值PH=A+G+10log（1/x）（dBm）。

（4）该计算结果PH应满足表1要求。

（5）同样，调整被测设备发射功率至TPC范围内最小等级重复上述步骤。

4.2 最大等效全向功率谱密度

测试方法为按图2所示连接被测设备及测量设备，测试程序如下：

（1）将被测设备与频谱仪连接并做如下设置。

⊙ 中心频率：被测信号中心频率。

⊙ 根据被测信号带宽，通常工作在5GHz频段无线民用接入设备均为宽带调制信号，故推荐测量设备分辨率带宽使用1MHz，也可根据所测信号具体情况进行相应调整。

⊙ 扫频宽度：2倍的标称带宽（例如：20MHz标称带宽Span即为40MHz）。

⊙ 检波器模式：RMS检波方式。

（2）当频谱仪轨迹追踪完成后，寻找频谱包络峰值点并记录相应频率。

（3）在峰值点处更改频谱仪设置如下：

⊙ 中心频率：取步骤b中峰值点频率。

⊙ 扫频宽度：3MHz。

⊙ RBW：1MHz。

⊙ VBW：3倍或10倍分辨率带宽。

⊙ 扫描时间：1分钟。

⊙ 检波方式：RMS。

⊙ Trace模式：最大保持。

（4）当频谱仪轨迹追踪完成后，寻找频谱包络峰值点并记做D。

（5）最后根据厂家提供的天线增益G，计算得出最大等效全向功率谱密度PD=D+G+10log（1/x）。

4.3 占用带宽

测试方法为按图2所示连接被测设备及测量设备，测试程序如下：

（1）将被测设备与频谱分析仪连接，并做如下设置：

⊙ 中心频率：被测信号中心频率。

⊙ RBW：100kHz。

⊙ VBW：3倍或10倍分辨率带宽。

⊙ 扫频宽度：2倍的标称带宽。

⊙ 检波方式：峰值检波。

⊙ Trace模式：最大保持。

（2）应用频谱仪99%带宽功能测量出被测设备占用带宽。

4.4 带内杂散发射

目前，国际上对于使用在5GHz频段的设备还有带内杂散发射的限值，具体指标如下：

在此，也给出该项目的推荐检测方法。测试方法如图2所示连接被测设备及测量设备，测试程序如下：

（1）将被测设备与频谱分析仪连接，并做如下设置：

⊙ 中心频率：被测信号中心频率。

图3 国际上对于使用在5GHz频段设备带内杂散发射限值

⊙ RBW：1MHz。

⊙ VBW：分辨率带宽的3倍或10倍。

⊙ 扫频宽度：2倍的标称带宽。

⊙ 检波方式：峰值检波。

⊙ Trace模式：最大保持。

（2）当频谱仪轨迹追踪完成后，寻找频谱包络峰值点记录相应的峰值电平，并以此电平作为参考电平。

4.5 频率容限

测试方法为图2所示连接被测设备及测量设备，测试程序如下：

（1）开启发射机使其工作在载波工作模式，记录频率计或其他测量仪器上显示的在没有调制情况下测量的载频频率；测试结果应满足相关技术要求。

（2）若被测信号为国际公认体制的协议，如IEEE 802.11，IEEE 802.15.4等，也可通过相关信号分析仪选件功能进行解调测量，准确读出被测信号频率误差。

4.6 杂散发射

测试方法按图2所示连接方式连接测试系统，测量设备选用频谱分析仪。传导杂散发射的测量频段应满足本标准频段要求，频谱分析仪的分辨率带宽设置应按表4所示进行。具体测试程序如下：

开启发射机，使其工作在正常的工作状态，并以最大功率发射。设置频谱仪按照相应要求频段进行分段杂散扫描，设置频谱仪检波器为峰值检波器，激活峰值保持；测量其峰值点的电平值并记录。此值不能超过指标中的限值。

5 结束语

目前，信息技术与通信技术紧密融合，“服务无处不在”以及“体验至上”成为当今社会两个至关重要的理念，推动着信息技术（IT）以及通信技术（CT）两大产业飞速发展。而其中通信技术及其无线电产品在当代社会更多扮演的是一种平台支撑或者说是应用基础的角色，就像是我们乘坐的汽车，突出了其自身的“工具”属性。然而，不断增长的大众服务需求与无线电资源紧张两方的矛盾也在不断显现。所以，在满足大众需求增长的前提下，有序合理地维护国家无线电资源秩序也显得尤为重要，严谨科学的无线电设备检测方法将为维护频谱资源起到关键性的作用。

[1] ETSI 301 893 Broadband Radio Access Networks (BRAN);5 GHz high performance RLAN;Harmonized EN covering the essential requirements of article 3.2 of the R&TTE Directive

[2] FCC Part 15-RADIO FREQENCY DEVICES

[3] ITU-R M 1652-1建议书．旨在保护5 GHZ频段无线电测定业务而对无线局域网在内的无线接入系统进行动态频率选择

The Development Status and Test Method of 5GHz band Wireless Access Equipment in China

Fu Jing, Lin Lei, Chen Guocheng
(The State Radio_monitoring_centre Test Centre, Beijing, 100041)

This paper will take the current use of 5150-5350MHz band and the status of civil wireless transmit equipment in 5GHz band as a starting point. Analysis existing European Union and North America certification regulations and test method in this band, for radio regulations of our country, to develop a test method of 5GHz wireless access equipment.

5GHz band; Wireless access; test method

10.3969/J.ISSN.1672-7274.2015.07.008

TN92文献标示码：B

1672-7274（2015）07-0029-04