随着电子信息技术的发展，越来越多的新兴应用场景如元宇宙概念下的沉浸式AR/VR；多人4K/8K高清视频会议、云端办公场景；工业物联网数据的无线传输；大型网络游戏等均对无线通信的输出传输有超高的数据初速速率，高可靠性、低时延的要求。

      WiFi7的设计目标是利用现有的2.4GHz和5GHz频段以及6GHz频段，兼顾高性能和高可靠性两方面特性，使得WiFi速率达到30Gbit/s以上，时延降低到5ms以下，使得WiFi7产品既能向下兼容现有的WiFi4，WiFi5和WiFi6的技术标准，也能在6GHz频段提供高的吞吐量和低时延性能，满足日益增多的新兴应用场景。

一、新一代WiFi技术标准——关于WiFi7的核心技术

       WiFi7是新一代WiFi技术标准，也称其为高吞吐量标准为（Extreme High Throughput，EHT）。为了达到更高的性能，WiFi7采用了320MHz带宽、4096QAM高阶调制、多空间流(MIMO)、多链路操作（MLO）等多种技术来提升数据速率和优化频谱效率。我们先来看一下WiFi物理层数据速率的计算公式：

        在上述公式中，表示传输使用的载波数量，即频谱带宽；表示传输使用的空间流，就MIMO的数据流数量；表示每个QAM调制符号携带的数据bit位数。也就是说，WiFi的MAX数据速率和传输数据使用的频谱带宽，使用的空间流数量和QAM调制符号携带的数据bit位数成正比关系。我们通过对比WiFi5，WiFi6和WiFi7的主要技术指标（如图一所示）可以发现，WiFi7通过在6GHz频段使用320MHz的信道带宽，和4096QAM的调试方式，配合8X8MIMO的多空间流，在单频连接的情况下，可以将数据传输速率提高到23Gbps，接近WIFI6的速率的2.4倍。如果再配合多链路运行模式，叠加上5GHz频段160MHz带宽和2.4GHz频段20MHz带宽的数据传输，WiFi7的数据传输总速率可以高达36Gbps，而且在三频同时连接的工作模式下，WiFi传输可以更稳定和更低的时间延迟。

图一 WiFi5/6/7的技术指标

       WiFi7采用了诸多的新特性技术，那么在生产WiFi7产品的过程中，必然需要在研发、生产和合规检测等等环节使用测量仪表对其各种射频指标或进行校准，或进行验证，那测试WiFi7的新特性，都对仪表的硬件有哪些要求呢？让我们一一来看：

（1）320MHz带宽 

WiFi7在拥有更宽频谱带宽的6GHz频段(5925—7125MHz，共计1200MHz带宽)能够使用连续的320MHz带宽进行射频信号收发，这要求仪表的频率范围能达到7.125GHz，同时仪表的信号源和分析仪的基带带宽要大于320MHz。    

（2）4096QAM高阶调制

        在调制信号中，越高阶的QAM调制意味着更密的星座图距离，也就意味着产品的射频接收器和发射器需要有更精准的调制精度。误差矢量幅度(Error Vector Magnitude, EVM) 是量化信号调试质量的重要指标。如图二所示，WiFi7采用的高阶4096QAM调制的EVM测试要求要≤-38dB，这对WiFi7的测量仪表的硬件残留EVM有了更高的要求。

图二 WiFi7 EVM的指标要求 

（3）多空间流

        多空间流(MIMO)：在现有WiFi7的规范中，定义了MIMO支持高8个数据流，WiFi7的愿景是能够支持16个数据流。目前出货的WiFi产品，支持MIMO的超过50%。绝大部分产品是2x2、3x3和4x4，而支持8x8的产品凤毛麟角。因此，对测量仪表来说，具有支持320MHz带宽的4x4MIMO的测试能力，是测量WiFi7的必选。

（4）多链接操作

        多链接操作（Multi-Link Operation，MLO）：在4G和5G技术里，载波聚合技术是提升蜂窝网络传输速率的绝招。终于在WiFi世界里，也引入了类似的多链接技术MLO。WiFi7协议定义了多链路设备(Multi-Link Device，MLD)，支持AP和STA之间同时建立多条链路，实现多链路聚合，可以显著提高吞吐量并减少延迟。对于WiFi6及之前协议的AP和STA，它支持两个或三个频段，端到端之间只能建立一个链路。WiFi7 MLO工作模式和WiFi6及之前协议的STA多频段支持区别如图三所示。对于WiFi7协议的MLD AP和MLD STA对于MLD设备的测量，仪表至少需要具备两路RF通路来同时收发多频段信号，信令仪表还需要具有同时模拟多个AP或STA的能力，才能测试MLD设备的多链接操作的能力。

图三 WiFi7 MLO

二、CMP180和CMX500——着眼于未来的R&S WiFi7测试方案

       做无线通信的测试测量仪表，R&S是认真的，更是专业的！对于WiFi7技术的测试，R&S准备了两套宽带综测仪方案：非信令无线通信综测仪CMP180和信令CMX500。

（一）CMP180非信令无线通信综测仪

          CMP180作为一台高性能非信令无线通信综测仪，用于生产和研发测试，详细信息如图四所示。

图四 CMP180信息总览

       CMP180拥有更好的射频性能如高达8GHz的频率覆盖，宽达500MHz的中频带宽和在320MHz带宽下低至48dB以下的仪表EVM，结合内置RF双通道的硬件设计，单表可以实现对WiFi7 320MHz带宽下的SISO和2x2MIMO信号的精准测量，轻松应对WiFi7产品在研发和生产中的射频测试需求。CMP180同时具有两台仪表组合升级成CMPflexx系统的功能，从而实现WiFi7 4x4MIMO和多链路操作下的射频测试能力。虽然CMP180应WiFi7而生，它同样是一台集蜂窝和非蜂窝测试技术于一身的多功能仪表，已通过高通、联发科、博通多家芯片厂家工具的集成，基本可以做到拿来就用。

图五 CMP180 MLD 测试

（二）CMX500新一代无线通信测试仪一体机

      CMX500是R&S新一代无线通信测试仪一体机，支持LTE，5GNR，WiFi等多种信令测试。仪表采用模块化和可扩展的硬件设计，射频单元的数量可以根据需要灵活配置1 到4 块， 射频单元的频率上限支持到8GHz，单个射频单元有8个射频口，内置开关矩阵，可以实现四路同时输出和2路同时输入，下行1GHz和上行500MHz的工作带宽，可以满足WiFi7 6GHz频段320MHz带宽信号的测试需要。

图六 CMX500 可扩展的硬件

        仪表内置Linux 操作系统，采用基于Web 网页的GUI 操作界面CMsquares 进行测试，界面美观，应用灵活。

图七 CMX500 WiFi信令测试界面

       仪表内置数据应用服务中心，高可以满足20Gbps 应用层端到端吞吐量测试。仪表还内置了WiFi协议分析工具，因此一台CMX500 即可完成WiFi协议、射频、应用等各项测试。目前CMX500已实现对WiFi7及以下协议的SISO和2x2MIMO的信令测试及应用层数据吞吐量的测试，同时实现对WiFi的MLO技术的性能测试。

图八 CMX500 测试WiFi7信令

三、结语

       R&S针对WiFi7产品的特性，推出了多端口多通道非信令综测仪CMP180和多端口多通道信令综测仪CMX500，并在随着WiFi7产品的测试需求，逐步优化和功能演进，确保能够满足生产，研发和认证实验室等客户对射频测试的需求。