802.11be-Signale erzeugen u. analysieren

Auf dem Weg zu WiFi 7

6. Dezember 2021, 9:30 Uhr | Nicole Wörner
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Die Spezifikationen des nächsten WLAN-Standards IEEE 802.11be sind so weit gefestigt, dass man konkrete Umsetzungen in Angriff nehmen kann. Signalgeneratoren und -analysatoren öffnen das Tor zu der Signalwelt von WiFi 7.

Von Werner Dürport, Produktmanager Signal- und Spektrumanalysatoren, und Michael Kaltenbach, Produktmanager Signal Generators Wireless Communications, beide Rohde & Schwarz

Die Entwicklung der nächsten WLAN-Generation 802.11be (WiFi 7) ist im Gange. Hauptentwicklungsziel ist ein weiter gesteigerter Datendurchsatz im Vergleich zum aktuell schnellsten Standard 802.11ax (WiFi 6). Im Wesentlichen gibt es dafür zwei Ansätze: eine Erweiterung der Modulationsschemata und eine flexiblere Nutzung des zugewiesenen Frequenzspektrums, insbesondere in Umgebungen mit hoher Nutzerdichte. 802.11be verfolgt beide Ansätze.

Der neue Standard baut auf den Errungenschaften von 802.11ax auf und setzt den damit eingeschlagenen Weg konsequent fort. So nehmen die Signalbandbreiten auf bis zu 320 MHz zu, neue Modulationsschemata bis 4096QAM sind nutzbar und die parallele Übertragung von bis zu 16 Datenströmen ist möglich. Durch Zuweisung mehrerer Frequenzblöcke an einen Teilnehmer (Multiple Resource Units, MRU) lassen sich datenhungrige Clients maßgeschneidert an den Access Point anbinden. All diese Erweiterungen führen zu einem „Extremely High Throughput“ (EHT), eine Bezeichnung für 802.11be, der man insbesondere in der IEEE-Spezifikation begegnet.

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Bild 1: Die Protokollformate (PPDU) von 802.11be (grün: Legacy-Felder; blau: EHT-spezifische Felder)
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Neue Protokollformate

Mit 802.11be werden zwei neue Protokollformate (Protocol Packet Data Unit, PPDU) definiert (Bild 1), eines für den Multi-User-Modus (MU) und ein zweites für den Trigger-basierten Modus (TB). Neben neuen EHT-spezifischen Feldern für Steuerinformationen sind in jeder der Präambeln noch einige Legacy-Felder vorhanden, um eine Abwärtskompatibilität zu früheren 802.11-Standards zu gewährleisten. Messgeräte müssen mit den neuen PPDU-Formaten umgehen können und den gestiegenen physikalischen Anforderungen entsprechen. Nachfolgend werden je zwei Geräte für die Erzeugung und Analyse von 802.11be-Signalen vorgestellt.

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Bild 2: WLAN-Konfiguration mit der Option R&S Sxx-K54: Nach Auswahl des Standards (erste Spalte) lassen sich über das Konfigurationsmenü (dritte Spalte von rechts) die weiteren Einstellungen (Bilder 3 und 4) vornehmen.
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802.11be-Signale erzeugen

Ein Signalgenerator für 802.11be muss zwei Voraussetzungen erfüllen: die Unterstützung von 320 MHz Signalbandbreite, um alle EHT-Übertragungsmodi bedienen zu können, und die Fähigkeit zur Generierung von 4096QAM-Signalen im 6-GHz-Band (5,925 bis 7,125 GHz). Zum Testen von Leistungsverstärkern und Empfängern muss EVM (die Größe des Modulationsvektorfehlers) außerdem kleiner als –50 dB sein. Es gibt sowohl Vektorsignalgeneratoren der Oberklasse (z. B. R&S SMW200A von Rohde & Schwarz) als auch der Mittelklasse (z. B. R&S SMM100A), die diese Anforderungen in vollem Umfang erfüllen. Ausgestattet mit einer für beide Modellreihen funktionsgleichen Software-Option, lassen sich standardkonforme Signale nach 802.11a/b/g/n/j/p (WLAN-Basisoption) bereits erzeugen. Eine Zusatzoption erweitert sie nun um die neuen Features für 802.11be.

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Bild 3: Konfiguration der Protokollfelder (PPDUs)
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PPDU-Konfiguration in wenigen Schritten

Zur Einstellung von 802.11be-Signalen sind nur wenige Schritte erforderlich. Nach der Auswahl des Übertragungsmodus im Frame Block Sequencer (Bild 2) wird die PPDU konfiguriert. 802.11be führt, wie oben erwähnt, neue PPDU-Formate ein, EHT MU und EHT TRIG, die nicht nur die Legacy-Trainings- und Signalisierungsfelder, sondern auch die für die 802.11be-Signalisierung spezifischen U-SIG- und EHT-SIG-Felder enthalten (Bild 1).


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  2. Spatial Mapping

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