被业界认为是第五代WiFi的802.11ac正呼之欲出，新一代WiFi标准在满足用户对于更高无线数据传输速率需求的同时，也为设计和测试带来了新的挑战。那么，它与之前的WiFi标准制式有哪些方面的不同，为什么会被业界如此看好?让我们先来了解一下WiFi和WLAN的发展历史。
无线局域网(WLAN)推行之初被普遍认可的两个国际标准是IEEE802.11a和802.11b。最初设计这些标准的目的是为满足便携式电脑在家和办公室环境中可随意移动的要求。
随后，在一些机场、酒店、咖啡屋和购物广场也开始允许通过无线接入(商业命名为WiFi)，用户可以随时随地上网、查询电子邮件等，扩展了无线宽带的功能。虽然无线宽带连接的数据速度曾经很有限，例如802.11a在5GHz频段可提供的最高速率是54Mbps，而802.11b在2.4GHz只有11Mbps，但这两个频段都是免费的，即不需要授权。为了尽量减少来自其它同频设备的干扰，这两个标准都采用了扩频传输技术和比较复杂的编码技术。
2003年IEEE颁布了802.11g，依旧工作在2.4GHz频段，但是数据速率可以达到54Mbps。与此同时，一种新的应用模式开始出现，即在家庭和小型办公室里可连接多个设备并在设备间进行数据共享，从而对无线局域网的数据传输速率提出更高要求，使得一个新的研究项目应运而生，这就是于2009公布的802.11n的由来。
为了使单信道数据速率最高可以超过100Mbps，在802.11n标准中引入了MIMO(即多输入-多输出，或空间数据流)技术，利用物理上完全分离的最多4个发射和4个接收天线，对不同数据进行不同的调制/解调，以达到传输较高数据容量的目的。
目前出现了一些新型应用模式，例如台式机的存储和显示、会议室或礼堂电视或投影仪连接、室内游戏、摄像机到显示器的媒体播放以及专业高清电视播放显示等等，这些模式都需要更高的数据传输量来支持“无线办公”的要求。
为了满足这些需要，IEEE内部设立了两个项目工作组，以“极高吞吐量”为目标进行立项研究。其中一个工作组TGac是以802.11n标准为基础并进行扩展，制定出802.11ac，即在5GHz的频段上，实现在单通道链路上最低速率为500Mb/s，最高可达到1Gbps的数据吞吐量目标;另一个工作组TGad则与无线千兆比特联盟(Wireless Gigabit Alliance)联合提出802.11ad标准，即在60GHz的频段上使用大约2GHz频谱带宽，通过这一尚未使用的频段在近距离范围内实现高达7Gbps的传输速率(60GHz频率的载波穿透能力差，信号衰减严重，传输距离与覆盖范围都受到限制)。
由于存在与现有设备的兼容性问题，在相同频段上与现有标准的后向兼容都是标准组织“必须”要考虑的。802.11系列标准的目标之一就是后向兼容，对于802.11ac和ad来说主要考虑媒介控制层(MAC)或数据链路层与之前标准的兼容性，而不同的只能是物理层上的特性。
WLAN设备可以支持三种无线制式，同时还支持在这三种制式之间进行转换：一般用途的使用2.4GHz频段，但有同频干扰问题;更稳定和较高速率的应用在5GHz频段;而60GHz频段则用于室内超高速率应用。这两个新的标准目前都有技术草案。802.11ad标准计划于2012年年底完成，而802.11ac于2013年年底完成。不管怎样，预计依照这些草案标准而设计的产品都会先于最终标准在市场上出现。
这两个标准分别基于5GHz和60GHz频段，体现在物理层的属性完全不同，本文将主要针对802.11ac进行介绍。
802.11ac与802.11n技术区别
802.11ac的物理层是对802.11n标准的延续，而且要满足后向兼容。下面我们来着重探讨一下在802.11ac上的变化。表1列出802.11n的物理层的主要特点和802.11ac主要的扩展。从理论上来说，802.11n使用了40MHz带宽和4个空间流，可以达到最高600Mbps的数据速率，尽管目前很多无线设备只能支持2路空间流。对于802.11ac来说，理论上使用160MHz带宽，8个空间流，MCS9编码，256QAM调制，最高速率能达到6.93Gbps，而真正可以使用的数据速率大概是1.56Gbps。
802.11ac对于20和40MHz带宽的定义与802.11n一致，即子载波和导频数以及它们的位置都不变，这也是这两种标准相兼容所必须的条件。对于802.11ac标准中新的内容，不管是80MHz、160MHz还是80+80MHz，与80MHz有着同样的定义方法，只不过后两者考虑的是2个80MHz信道的载波分配。
从帧结构上看，802.11ac的系统能够探测接入设备帧结构里所包含的前导码(preample)和导频信号(pilot)，来区分接入设备使用的是何种标准，并实现自适应，这就是后向兼容。
802.11ac测试需求及技术挑战
802.11ac的一些新特性为测试这些产品带来了新的挑战。256QAM技术要求在接收和发射电路中有良好的矢量误差(EVM)，在星座图测量中要求也更为复杂、精确。矢量信号分析设备如安捷伦89600 VSA软件可提供802.11ac信号矢量详细分析，以便洞察其信号出错情况，做出更好的调整和更改，同时还支持4×4的MIMO测量。
另一个测量挑战出现在测量数字预失真(DPD)上。为了改善失真，需要产生和测量占用带宽高出3~5倍带宽范围的功率放大器的线性特征。安捷伦SystemVue W1716 DPD Builder软件能够提供一个自动数字线性失真设计测试应用。该软件产生一个激励波形，下载到信号源，信号源产生的信号通过功率放大器后使用信号分析仪接受放大后的信号，并将信号解调出来传输给测试电脑，软件通过对比激励波形和接收到的波形判断失真情况，从而达到测量和分析功能。
设计和研发中更具挑战性的工作是如何能够产生和分析802.11ac这样更宽的信号，尤其是在考虑器件测量、发射机测量和接收机测量时，常常用到80MHz和160MHz的宽带信号。
由于许多RF信号发生器并不具有足够高的采样率，要达到最低2倍过采样的基本要求，在产生80MHz带宽信号时，由于混叠现象会在信号上产生“鬼影”。采用合适的滤波器和对波形文件进行过采样技术能够产生具有良好频谱特性和EVM的80MHz信号，使用安捷伦N5182A MXG或者E4438C ESG信号发生器就能满足以上需求。
要产生160MHz信号，则需要一个任意波形发射器(AWG)，例如安捷伦的81180A、M8190A或者M9330A利用它们产生模拟的I/Q信号，送到一个具有外部I/Q输入端的矢量信号发生器如MXG、ESG或者E8267D PSG进行上变频，然后通过RF频率发射出来。同样，利用这种方式也可以产生80+80MHz信号，即在两个MXG或ESG里分别生成两个80MHz信号，然后再合并在一起成为一个160MHz带宽的RF信号。
对于MIMO设计的测试检验也是另一挑战。MIMO功能性的优劣取决于对802.11设备的设计功能要求，多信道信号的产生和分析有助于更加深入地了解MIMO设备的内在性能，并且可以帮助设计工程师进行故障查找和设计检验等。
随着无线技术的发展，以及人们使用无线设备的深入，对无线本地网的连接提出更高的要求，即更快的速度和更宽的带宽。满足这些商业需求的同时，也增加产品设计以及保证各类产品性能符合规范与互联互通的复杂性，对测试测量也提出了更高的挑战。
要让VHT WLAN产品在主流市场上取得成功，综合考虑设计和测量能力是非常重要的。从系统仿真工具，到能够支持80和160MHz信号带宽和256QAM调制信号的产生和分析测量仪器，这些针对器件测量、发射机和接收机测量都非常重要。另外，以生产为设计指导方向的产品战略将全面帮助企业降低测试成本、设计并生产出满足商业用户需求的高性价比的产品。
