本文介紹了有關(guān)2.4GHz ISM數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備的新的歐盟指令要求，它將于2015年1月1日開始生效。本文概述了法規(guī)遵從性要求，并對當(dāng)前標(biāo)準 ETSI EN 300 328 V1.7.1 (2006) 和新標(biāo)準ETSI EN 300 328 V1.8.1(2012)之間的差異提供了詳細的分析。此外還包括對新要求測試方法的介紹，以及一些獨特的測試設(shè)置。

引言

為了調(diào)節(jié)消費市場和保護歐盟（EU）居民（的利益），成員國之間制定并商定了有關(guān)規(guī)章、指令、決議、建議和意見。

這些立法要求涵蓋各方面的產(chǎn)品，包括安全、健康和環(huán)境保護，以及如電信系統(tǒng)和頻譜等公共基礎(chǔ)設(shè)施的保護。1985年5月，定義了歐盟"技術(shù)協(xié)調(diào)和標(biāo)準的新方法"，這代表了實現(xiàn)技術(shù)協(xié)調(diào)的一種新途徑。它清晰地介紹了歐洲委員會（EC）立法機構(gòu)和歐洲標(biāo)準機構(gòu)在法律框架內(nèi)的職責(zé)分離，包括歐洲標(biāo)準化委員會（CEN）、 歐洲電工標(biāo)準化委員會 (CENELEC) 和歐洲電信標(biāo)準協(xié)會 (ETSI)。

基本上，EC指令定義基本要求，EU標(biāo)準機構(gòu)有責(zé)任制訂相應(yīng)的技術(shù)規(guī)格來滿足指令的基本要求，稱之為標(biāo)準。這些批準的標(biāo)準刊登在EC官方雜志(OJ)上，并成為EU協(xié)調(diào)標(biāo)準。遵從這些標(biāo)準提供了對協(xié)調(diào)法規(guī)適用要求的符合性推定。因此制造商、符合性評定機構(gòu)和其他參與的經(jīng)濟運營商可以使用這些協(xié)調(diào)標(biāo)準來證明產(chǎn)品、服務(wù)和流程符合相關(guān)的EU法規(guī)。

EC無線電和電信終端設(shè)備(R&TTE)指令（1999/5/EC）1999年4月7日發(fā)表于ECOJ，三個標(biāo)準機構(gòu)CEN、CENELEC和ETSI負責(zé)根據(jù)其來準備協(xié)調(diào)標(biāo)準。該指令涵蓋了所有打算連接到歐盟內(nèi)公用電信和廣播網(wǎng)絡(luò)的無線電和電信設(shè)備。

2012年6月，ETSI 更新了兩個標(biāo)準，它們于2012年10月被添加到ECOJ并在2015年1月1日生效，自生效日期成為官方協(xié)調(diào)的EU標(biāo)準。這兩個標(biāo)準是：

ETSI EN 300 328 V1.8.1—運行在2.4 GHz ISM頻段并采用寬帶調(diào)制技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備；

ETSI EN 301 893 V1.7.1-5GHz 高性能 RLAN;

這兩個標(biāo)準涵蓋的產(chǎn)品范圍廣泛，包括WLAN、藍牙、ZigBee、2.4GHz遠程控制和固定式PTP產(chǎn)品。兩個ETSI標(biāo)準都提供對R&TTE指令第3.2條款的符合性（或法規(guī)遵從性）推定。但是這些標(biāo)準的當(dāng)前版本將在2014年12月31日停止提供符合性推定，因此，2014年年底前，基于標(biāo)準EN300 328, V1.7.1的R&TTE指令的EU符合性聲明（DOC）需要針對新的V1.8.1標(biāo)準進行重新評價。

在本文中，我們將專注于EN 300 328V1.8.1標(biāo)準，相比當(dāng)前的V1.7.1版本，它在技術(shù)要求和用于評估法規(guī)遵從性的測試方法這兩方面都有重大改變。

EN 300 328: V1.7.1與 V1.8.1的詳細分析

如前所述，在ETSI EN 300 328 的 V1.8.1版本有大量的更新。更新此標(biāo)準的原因是為了提高運行于2.4GHzISM頻段的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備的利用率和質(zhì)量，以使標(biāo)準更通用，以涵蓋所有不同的可能產(chǎn)品類型。

ETSI EN 300 328V1.7.1在2009年12月作為一個協(xié)調(diào)標(biāo)準加入官方雜志上。此版本增加了一種頻譜共享要求，聲明對基于協(xié)議，如 IEEE（美國電氣和電子工程師協(xié)會）802.11、IEEE 802.11n或IEEE802.15.4的設(shè)備設(shè)計，必須實施一種介質(zhì)訪問協(xié)議。

對于頻譜共享，在V1.7.1中沒有定義一種明確的測試方法，這導(dǎo)致很多的誤解和混亂。測試實驗室并不總能確定如何評價這些法規(guī)遵從性要求，通常不得不依靠來自制造商的聲明來說明該設(shè)備配備一種機制實現(xiàn)頻譜共享。但一些廠家不想提供此類型的聲明，因為他們認為測試實驗室應(yīng)該評估并提供關(guān)注法規(guī)遵從性的結(jié)論。

依照這個標(biāo)準來測試設(shè)備時會帶來困難，而且還不清楚是否為好的解決方案。對于Wi-Fi、藍牙和ZigBee設(shè)備，是按實施依照IEEE協(xié)議的特定頻譜共享機制來設(shè)計的，根據(jù)聲明就可以實現(xiàn)法規(guī)遵從性。但對于那些設(shè)備不是按標(biāo)準IEEE協(xié)議設(shè)計的情形，如何評估頻譜共享能力？

這種情況將采用新版的V1.8.1標(biāo)準來處理。介質(zhì)訪問協(xié)議將由適應(yīng)性測試要求取代，新版本關(guān)于干擾檢測門限和計時有詳細的技術(shù)要求。它還將提供一步一步的測試程序，使新要求能更有效地遵循。

在V1.8.1中包含有關(guān)頻譜共享機制的以下選項：

—對于跳頻擴頻（FHSS）系統(tǒng)

自適應(yīng)系統(tǒng)

基于檢測與躲避(DAA)的對話前監(jiān)聽(LBT)

其他形式的 DAA (非-LBT)

非自適應(yīng)系統(tǒng)

介質(zhì)利用(MU)

—對于非FHSS系統(tǒng)（其他）

自適應(yīng)系統(tǒng)

基于 DAA的LBT

其他形式的 DAA (非-LBT)

非自適應(yīng)系統(tǒng)

介質(zhì)利用(MU)

為了使標(biāo)準更通用，以涵蓋在2.4GHz頻段內(nèi)運行的不同設(shè)備類型，對其他需要的測試進行了額外的更改。技術(shù)要求分為兩種主要的寬帶設(shè)備類型。第一種是FHSS（跳頻擴頻）設(shè)備，第二種是除FHSS外的寬頻帶調(diào)制設(shè)備。

在表1中，你會發(fā)現(xiàn)對EN 300 328 V1.7.1 和 EN 300 328 V1.8.1之間技術(shù)要求的主要區(qū)別的簡要總結(jié)。在V1.8.1 版本中的這些主要更改如下：

射頻輸出功率：添加新的測試儀器要求和新的測試程序并加上考慮MIMO（多輸入，多輸出），但限值保持不變。

無用發(fā)射機發(fā)射：添加對帶外(OOB)域發(fā)射的要求，并定義一個由工作頻率擴展兩個帶寬的頻率范圍。此外定義了相應(yīng)的測試程序。對于雜散發(fā)射域，測量探測器發(fā)生更改，并且掃頻時需要使用高分辨率點，以獲得準確的測試數(shù)據(jù)。Zui后，分別定義了預(yù)掃描和Zui終測量。

功率譜密度：這已歸一到所得功率測量結(jié)果，新的測試程序需要大量的計算，但限值維持不變。

頻率范圍：測試程序已更改為采用 99%帶寬測量，只在名義上的條件下進行。

自適應(yīng)性和接收機阻塞：10dBme.i.r.p（等效全向輻射功率）以上運行的自適應(yīng)和非自適應(yīng)設(shè)備現(xiàn)在受到新的時間限制。此外，自適應(yīng)設(shè)備將需要能夠檢測干擾，并且當(dāng)檢測到干擾時停止傳輸。

支持ETSI EN 300 328 V1.8.1的測試方法

隨技術(shù)要求的變化一起，試驗程序也重新定義以提供更適當(dāng)?shù)姆椒▉碓u估產(chǎn)品的法規(guī)遵從性。測試程序也變得更加通用，所以它們可以用于不同類型的設(shè)備。

環(huán)境條件

測試條件相對有所變化，V1.7.1中的極端環(huán)境條件和極端的電源標(biāo)準不得不依從第 5.3條所述的要求，但在V1.8.1中，它們由制造商聲明，根據(jù)設(shè)備的實際運行工況。

被測試模塊（UUT）運行條件

依照V1.8.1的UUT操作條件，它需要配置為正常操作模式，這意味著UUT可能有不一致的占空比和不同的傳輸特性，具體取決于設(shè)備類型和具體的操作模式。在當(dāng)前的V1.7.1版本中，對UUT應(yīng)配置為連續(xù)傳輸測試模式(占空比）。問題是，這種模式需要使用特殊的工具或制造商的軟件，這有時很難獲得；而實際真實生活中設(shè)備的RF性能可能與在法規(guī)遵從性測試過程中使用正常運作模式所預(yù)計的不匹配。使用制造商故意準備的特殊測試模式也有"捏造"結(jié)果的可能，其唯一的目的是使UUT通過測試。V1.8.1中的新規(guī)則有效地解決了這個問題，并要求所有的測量在正常運作模式下進行，從而使測量結(jié)果一致且更準確。

RF輸出功率的測量

對于射頻(RF)輸出功率測量，必須使用一種快速功率傳感器，它要適用于2.4GHz 并具有1MS/s（每秒百萬次采樣）的能力。被測樣本必須代表信號的功率。為了提高精度，對非自適應(yīng)和自適應(yīng)的設(shè)備都定義了測量持續(xù)時間。盡管輻射或傳導(dǎo)的測量方法都可以使用，他們都需要遵循類似的數(shù)據(jù)采集步驟來獲得結(jié)果。

對于有一個發(fā)射鏈路的設(shè)備上的傳導(dǎo)測量，采樣發(fā)射信號并存儲原始數(shù)據(jù)。

對于具有多個發(fā)射鏈路的設(shè)備上的傳導(dǎo)測量，測量需要在所有發(fā)射端口上同時進行，需要存儲和總結(jié)所有端口的獨立樣本的功率。

對于輻射測量，必須對UUT配置，將天線定位為Zui大e.i.r.p.級別，包括智能天線系統(tǒng)和具有波束形成能力的系統(tǒng)。測量還要有快速功率傳感器；不應(yīng)使用頻譜分析儀。

在每個脈沖存儲的開始和停止時間，且應(yīng)用于計算脈沖期間的RMS（均方根）功率。以確定RF輸出功率(P)的Zui大e.i.r.p.計算對三個測量的值求和，即Zui大Pburst 值（A）、天線裝配增益(G)和額外波束成形增益(Y)，如公式給出：

P = A + G + Y

使用快速功率傳感器及MIMO鏈的同時測量消除了使用一種替代方法進行功率測量的的可能性。特殊的獨特功率傳感器能夠符合V1.8.1的要求，在測試設(shè)備市場正成為非常熱賣的商品?，F(xiàn)在，我們將談?wù)撝饕獪y試項目的方法。

RF輸出功率的測試將基于快速功率傳感器的使用，并且可能需要4個功率傳感器來為 4 x 4的MIMO設(shè)備同時工作。建議的測試設(shè)置如圖 1 所示。

 圖1 RF輸出功率測試的測試設(shè)置

功率譜密度

可以使用高分辨率的頻譜分析儀來測量功率譜密度（PSD）。所用探測器被專門定義為RMS探測器，而不是在版本 V1.7.1中引用的平均值探測器。定義測量頻率范圍內(nèi)的掃描點以確保獲得必要的精度。如果所用頻譜分析儀不支持足夠的掃描點，頻帶可以進行分段。

依照在 V1.8.1 中定義的過程，PSD測量不是簡單地在頻譜分析儀上掃描和標(biāo)記其Zui大波幅。一次掃描采用10kHz的分辨帶寬(RBW）和30kHz的視頻帶寬（VBW），利用其RMS探測器，同時捕捉超過8350個掃點。下一步，掃描需要的所有值求和并歸一化到RF輸出功率e.i.r.p.單位以得到歸一化因子，這將合并所有單獨的值以產(chǎn)生歸一化的振幅。完成這種測量是從文件中第一個樣本（Zui低頻率）開始，然后累加1MHz段中后續(xù)樣本的功率并記錄功率和位置的結(jié)果，(即，樣本#1至#100），然后將樣本的起始點移動1位重復(fù)測量，然后重復(fù)所有個別值的過程直到所有值已都覆蓋。得到的Zui高結(jié)果1MHz段的樣本將是Zui大PSD值。

帶外域中的發(fā)射機雜散輻射

這是在 V1.8.1版本中添加的新項目。目的是限制在所需帶寬臨界外的帶外(OOB)域內(nèi)的無用發(fā)射機發(fā)射，它來自于調(diào)制過程中但不包括雜散發(fā)射。進行這種測量是利用頻譜分析儀上的時域功率測量功能。測量探測器設(shè)置為RMS，且需要至少5000個掃點。測量頻率范圍取決于UUT的運行帶寬(OBW)，從(2400 MHz – 2BW)到（2483.5 MHz +2BW）。采用1 MHz的分辨帶寬 (RBW）且設(shè)置SPAN為 0 Hz，時域功率測量需要在每個中心頻率重復(fù)進行，它是從每個定義的ISM （工業(yè)、 科研和醫(yī)療）頻帶頻率范圍邊緣起1 MHz。

與RF輸出功率測量類似，聲明的天線裝配增益"G"（單位dBi）須添加到每個1MHz段的結(jié)果中。對于有多個發(fā)射鏈路的設(shè)備，需要對每個有效的的發(fā)射鏈路進行重復(fù)測量。每1 MHz頻段中的Zui高值就是OOB域中的Zui高發(fā)射機雜散發(fā)射。

自適應(yīng)性和收信機阻塞

在 V1.8.1中Zui重要的變化之一是增加了自適應(yīng)性和接收機阻塞測試要求，以測試設(shè)備是如何適應(yīng)其環(huán)境的，通過查明頻段內(nèi)的其它傳輸，然后通過選定的頻率和頻道排除它們進行"適應(yīng)"。自適應(yīng)性是頻譜共享要求的一部分。它習(xí)慣稱為"介質(zhì)訪問協(xié)議機制"，主要依賴于制造商的聲明。WLAN或ZigBee產(chǎn)品依照標(biāo)準設(shè)計，比如 IEEE 802.11 或 IEEE Std 802.15.4，將會有一種LBT頻譜共享機制，該機制基于檢測RF能量的明確渠道評估（CCA）模式，所以它們會符合頻譜共享要求。

然而，為了評價那些沒有這種類型標(biāo)準化頻譜共享機制實施的設(shè)備，在 V1.8.1中定義了詳細的技術(shù)要求和試驗程序。自適應(yīng)性的概念伴隨標(biāo)準中必要細節(jié)的深度而復(fù)雜，所以這將是足夠通用以覆蓋可能引入的不同自適應(yīng)設(shè)備類型。

測試期間，將一寬頻帶噪聲信號注入到UUT天線端口，比如以跳頻為中心頻率或在測運行頻率的干擾信號。干擾信號必須是具有平坦PSD的有限帶寬噪聲信號。通常這種信號是由矢量信號發(fā)生器上的自適應(yīng)高斯白噪聲（AWGN）發(fā)生功能產(chǎn)生的。

自適應(yīng)性和收信機阻塞測試結(jié)合一起進行，典型的測試配置可以參見圖 2。測試程序包含以下基本步驟：

第1步：連接UUT和伴隨的設(shè)備，然后連接干擾信號發(fā)生器、阻塞信號發(fā)生器和頻譜分析儀。頻譜分析儀用來監(jiān)測UUT回應(yīng)干擾和阻斷信號的傳輸。

第2步： 配置UUT為正常傳輸，配有足夠的負載以允許對被測跳頻率自適應(yīng)機制的法規(guī)遵從性示范。然后，驗證對 UUT信道占用時間和Zui小空閑周期。

第3步：添加干擾信號。

第4步：驗證對干擾信號的頻譜共享機制的反應(yīng)。

第5步：添加阻塞信號，并驗證UUT的反應(yīng)。

第6步：移除干擾信號和阻塞信號，然后驗證 UUT 的反應(yīng)。

請注意，UUT在檢測干擾信號后允許發(fā)射控制信號，只要控制信號的占空比不超過標(biāo)準中給出的限值。

有關(guān)適應(yīng)性和收信機阻塞測試一種典型測試設(shè)置如圖 2所示。

圖 2：適應(yīng)性和收信機阻塞測試的測試設(shè)置

ETSI  EN 300 328 V1.8.1中獨特測試設(shè)置的變化

EN 300 328V1.8.1標(biāo)準指定對測量測試儀器的功能、性能和設(shè)置的要求，它與V1.7.1要求截然不同。一些更獨特的測試設(shè)備要求包括：

快速功率傳感器，適用于2.4GHz，并且能夠?qū)崿F(xiàn)1MS/s的RF輸出功率測量，它需要支持對MIMO設(shè)備的同時測量。

高性能頻譜分析儀，其停留時間、Zui低頻率占用和跳頻序列測量的掃頻采樣點要超過30，000個頻譜分析儀，帶有滿足多數(shù)測量的RMS檢測器

時間域功率測量功能，用于OOB域中的發(fā)射機雜散發(fā)射適應(yīng)性測試時，干擾信號寬頻帶噪聲源的紋波必須小于1.5dB此外請注意，如果要對160MHz帶寬的802.11ac設(shè)備進行測試，需要一臺支持160MHz以上噪聲帶寬的自適應(yīng)高斯白噪聲（AWGN）發(fā)生器。

表 1 比較了當(dāng)前 ETSI EN 300 328 V1.7.1與很快就要實施的ETSI EN 300 328V1.8.1之間的12個關(guān)鍵測試準則所做的更改。

表 1： ETSI EN 300 328 版本 V1.7.1 和 V1.8.1 之間的技術(shù)要求差異

ETSI EN 300 328的未來發(fā)展

隨著制造商及測試實驗室目前過渡到 EN 300 328 V1.8.1 標(biāo)準，ETSI 已經(jīng)出版了 300 328 ENV1.8.2 的草案版本。這個版本目前正在歐洲規(guī)范標(biāo)準審批過程中，預(yù)定 2014 年 9月召開決議會議，如果有意見，此后將對修改后的版本進行附加的全民投票。通過全民投票的Zui終版本將作為 EN 300 328V1.9.1，預(yù)計將在 2015 年的某個時間出版。

在未來版本 V1.8.2中的一些可能更改或包括：

對于FHSS，對某些定義提出改變，例如停留時間以及一些技術(shù)要求和相應(yīng)的測試方法。

對于非 FHSS 和 基于LBT自適應(yīng)系統(tǒng)，如 IEEE 802.15.4 和 IEEE802.11，自適應(yīng)性測試的要求和試驗方法將會獲得澄清。'擴展CCA時間' 和'通道占用時間'的計算公式已被移除，取而代之為固定值或有固定值的范圍。

對檢測器類儀器設(shè)置的雜散發(fā)射測試的更改，包括澄清需要對UUT執(zhí)行輻射測試，即使已進行過RF檢測。