Wi-Fi 非信令测试

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Wi-Fi 非信令测试,也叫定频测试,是在不建立实际数据连接的情况下,直接控制设备发射特定信号,用于评估设备的射频性能,如发射功率、频谱质量和误码率等,以确保设备在各种环境中的无线通信质量。

搭建测试环境

射频非信令测试固件环境主要包括电脑、测试仪器、USB-to-UART 转接板、待测设备与屏蔽箱等。

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测试环境搭建示意图

  • 电脑 (PC) 通过 USB 与 USB-to-UART 转接板连接,通过网线与测试仪器连接。电脑上需安装 EspRFTestTool 工具包、测试仪器控制软件、以及 USB-to-UART 转接板驱动。

  • 测试仪器 (Tester) 通常为 WT-328/IQXel 综测仪,用于测试待测设备在不同模式下的射频性能。

  • USB-to-UART 转接板 (USB-to-UART Board) 用于实现电脑和待测设备之间的通信。

  • 待测设备 (DUT) 为基于 ESP32 芯片或模组设计的产品。待测设备通过 UART 与 USB-to-UART 转接板连接,并通过射频连接线与测试仪器连接。待测设备通常放在屏蔽箱中。

  • 屏蔽箱 (Shield Box) 用于隔离外部射频干扰,保证测试环境的稳定性。

备注

  • 待测设备的 CHIP_EN 管脚默认上拉,如果产品设计中未拉高,需要手动将 CHIP_EN 接到 3V3 管脚。

  • 部分串口通信板内部已交换 RXD 和 TXD,无需反接,需根据实际情况调整接线。

  • ESP32 具有上电自校准功能,待测设备上电测试前需先将射频连接线连接至测试仪器。

传导测试

  • 对于没有板载 PCB 天线的模组,直接将射频连接线焊接至模组的天线馈电点即可(如上述示意图所示)。

  • 对于带有板载 PCB 天线的模组,需将 PCB 天线馈电点后的天线割断,焊接射频连接线,并使射频线的屏蔽金属层充分焊锡后接入模组 GND。GND 焊接点可选择屏蔽盖或 PCB 板材上去除绿油层的 GND 层,且尽量靠近馈电点。

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带有板载 PCB 天线的模组焊接射频连接线示意图

烧录固件

  1. 打开 EspRFTestTool 工具

  2. 设置 ChipType, COM, BaudRate, 点击 Open,打开串口。

备注

BaudRate 设置为 115200

  1. ESP32 射频非信令测试固件 通过 UART 烧录至 Flash

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ESPRFTestTool 工具配置

  1. 固件烧录完成后,将 boot 管脚拉高或悬空,芯片掉电重启后进入工作模式。

备注

如使用 Flash 下载工具烧录固件,需要将 ESP32 的烧录地址改为 0x1000。

开始测试

Wi-Fi 发射性能测试

  • Test Mode

    • TX packet:用于发射性能测试,发包占空比低于 50%;

    • TX continues:用于认证测试,发包占空比接近 100%;

    • TX tone:用于单载波测试。

  • Wi-Fi Rate:设置 Wi-Fi 测试速率

  • BandWidth:设置 Wi-Fi 测试带宽

  • Channel:设置 Wi-Fi 测试信道

  • Atteunuation (0.25 dB):设置功率衰减

    • 0 表示无衰减,为默认值;

    • 2 表示衰减 0.5 dB;

    • 4 表示衰减 1 dB,依次类推。

  • Duty Cycle:在 TX packet 测试时用于设置发包占空比,默认选择 default(约 30%),可配置为 10%、50%、90%。

  • Certification EN:默认不使能,仅在验证 Power Limit 功能时使用。

  • Certification Code:默认不使能,仅在验证 Power Limit 功能时使用。

点击 start 后在 log 窗口中应打印类似如下 Wi-Fi 发射参数说明:

Wifi tx out: channel=1, rate=0x0, BK=0, length=50, delay=1200, packet_num=0

上述参数表明 Wi-Fi 发包正常,此时可使用测试仪器检测发射性能。

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Wi-Fi 发射性能测试

Wi-Fi 接收性能测试

  • Test Mode:设置为 RX packet 用于接收性能测试。

  • Wi-Fi Rate:设置 Wi-Fi 测试速率。

  • BandWidth:设置 Wi-Fi 测试带宽。

  • Channel:设置 Wi-Fi 测试信道。

点击 start 后,仪器在测试信道发包,完成后点击 stop,在 log 窗口中应显示类似如下收包信息:

Correct:1000 Desired:1000 RSSI:-614 noise:-960 gain:0 paral:0 para2:0 freq:0

其中:

  • Correct:本次收到的总的包个数。

  • Desired:本次收到的对应速率的包个数。

  • RSSI:表示收到 Desired 包的平均 RSSI,如 “RSSI:-614” 表示 RSSI 值为 -61.4。

备注

  • Desired 为 0 表明未收到仪器发包,请检查仪器发包设置、包文件,以确保收包链路正常;

  • Desired 不为 0 而且 Correct 大于 Desired 表明环境存在干扰,请在屏蔽环境下复测;

  • 收包信息中的其它参数仅用于 RD debug,无实际意义。

../../_images/esp_wifi_rx_on.png

Wi-Fi 接收性能测试

附录

本附录主要用于说明芯片的 Wi-Fi 目标输出功率,用于射频调试或测试对照。

ESP32 Wi-Fi 目标发射功率

速率

ESP32 Wi-Fi 目标功率 (dBm)

11b 1M

19.5

11b 11M

19.5

11g 6M

18

11g 54M

14

HT20-11n MCS0

18

HT20-11n MCS7

13

HT40-11n MCS0

18

HT40-11n MCS7

13