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Contention Based Protocol (CBP) 测试标准操作流程

适用范围: 6 GHz U-NII-5 ~ U-NII-8 (5.925 ~ 7.125 GHz) 频段设备

参考标准: FCC KDB 987594 D02 Section I (Contention Based Protocol)

TSTPASS 对应测试项: F6008 (FCC WiFi 6G)


一、测试目的

多个设备共享无线信道时容易产生冲突与竞争。CBP (基于竞争的协议) 要求设备在检测到信道被其他信号占用时及时避让,以实现频谱使用效率最大化。

通过 CBP 机制,系统可以在不同设备之间动态分配信道资源,公平处理每个设备的传输需求,减少数据冲突的可能性。本测试的目的是验证 6 GHz 设备的 CBP 功能是否有效——即设备能否检测到信道上的干扰信号并停止传输。


二、测试原理

测试过程中,由矢量信号源 (VSG) 发射 10 MHz 带宽的 AWGN (加性白高斯噪声) 信号,模拟信道上的在位干扰信号;EUT 通过跑流软件保持满负荷传输;频谱仪观测 EUT 发出的信号,确认 EUT 在 AWGN 信号出现后是否停止传输。

法规对加载电平与验证方式的要求 (KDB 987594 D02 原文摘录):

使用 AWGN 信号源生成 (但不发送,即 RF OFF) 一个 10 MHz 宽的 AWGN 信号。将 AWGN 信号功率设置为一个非常低的水平 (比 -62 dBm 阈值低 20 dB 以上)。然后在适当的时候发送 AWGN 信号 (RF ON),并监控信号分析仪来验证 AWGN 信号是否已被探测到,以及 EUT 是否已经停止了信号的传输。

Level (Minimal / OFF / ON) 的定义

测试中需要通过调节 VSG 电平并观察频谱,确定三个关键电平 (KDB 原文定义):

  • OFF = AWGN level at which no transmission is detected, consistently for a minimum period of 10 seconds
  • Minimal = AWGN level at which the system begins to trigger the transmission switch-off, albeit not being kept off consistently
  • ON = AWGN level at which no impact on the transmission is detected, consistently for a minimum period of 10 seconds
电平含义
Level (OFF)在该 AWGN 电平下,EUT 完全停止传输并至少持续 10 秒
Level (Minimal)EUT 开始触发停发动作 (但停发尚不持续稳定) 的最小 AWGN 电平
Level (ON)在该 AWGN 电平下,EUT 的传输完全不受影响并至少持续 10 秒

这三个电平共同刻画了设备对干扰信号的检测阈值特性,是评估 CBP 功能的核心数据。


三、软硬件要求

3.1 硬件

设备要求
频谱分析仪 (SA)频率范围 > 7.125 GHz;扫描点数 > 30000
矢量信号源 (VSG)频率覆盖至 7.5 GHz;或频率至 6 GHz 的 VSG + 扩频器 (Frequency Extender)。信号电平动态范围:L_min ≤ -90 dBm,L_max ≥ 0 dBm

3.2 软件

软件用途
TSTPASS 系统测试执行与数据处理
跑流软件 (必须)如 iperf、EspRFTestTool 等,使 EUT 保持满负荷传输
设备控制软件 (如需)如 scrcpy 等,便于远程操控样机

以下示例均使用 iperf。


四、系统连接

  • 在机柜上完成相关射频线的连接:将 ASG / VSG / SA 连接到机柜后侧;待测样品作为客户端与扩频器相连,再通过信号分流器与信号分析仪、监测信号分析仪连接,给样品上电
  • 接收设备作为服务器端,通过有线 / 无线方式连接到电脑

cbp_hw_connection


五、TSTPASS 测试步骤

5.1 测试前准备

  1. 配置路由器 (配对 AP): 设置工作信道与带宽

    cbp_router_config

  2. 连接设备控制软件 (如有需要):

    cbp_scrcpy

  3. 连接跑流软件 (示例为 iperf):

    cbp_iperf_connect

  4. 样机启动 iperf,确认跑流成功:

    cbp_iperf_running

5.2 创建测试计划

在 TSTPASS 中选择 FCC WiFi 6G 标准,按产品特性创建测试计划,勾选 (F6008) Contention Based Protocol 测试项:

cbp_create_plan

5.3 测试执行

第一步:测试 Duty Cycle

  1. 按照系统弹窗,设置好 EUT 工作信道 (如 EUT 为 Client 设备,则通过 AP 设置工作信道)
  2. EUT 与配对设备建立正常连接
  3. 运行跑流软件 (如 iperf3),使 EUT 处于正常发包状态
  4. 点击系统确认,开始测试

第二步:设置 Level (Minimal) / Level (OFF) / Level (ON) 阈值

根据系统提示,通过调节 VSG 电平并观察频谱变化,依次确定三个阈值:

cbp_level_setting

对话框各按钮功能:

按钮功能
LevelDown降低 VSG 电平
LevelUp提高 VSG 电平
Test测试当前 VSG 电平下的实际频谱
ON将当前电平记录为 Level (ON)
OFF将当前电平记录为 Level (OFF)
Minimal将当前电平记录为 Level (Minimal)
Stop停止测试
NextStep进入下一步

第三步:检验 VSG 强度

根据系统提示,关闭 AWGN 信号发射:

cbp_stop_awgn

检验完成后,根据系统提示恢复正常发包:

cbp_resume_traffic

第四步:侦测概率测试

系统进行至少 10 次侦测验证:

cbp_detection_probability

按钮功能
Test系统自动进行本次 AWGN 信号检测判定
Yes人工判定本次侦测成功
No人工判定本次侦测未通过
All Pass人工判定十次侦测全部通过

注意:每次侦测只能选择自动判定 (Test) 或人工判定之一,不能同时使用。

第五步:干扰稳定性测试

  • 系统自动通过天线向设备注入 AWGN 信号,模拟在位 (Incumbent) 信号,检验设备的抗干扰响应
  • 通过持续注入观察设备在长时间干扰下的表现
  • 系统自动记录设备在干扰存在时的运行状态与性能变化

5.4 测试完成

  • 在 Report 页面查看数据,点击 Report 按钮导出报告:

cbp_test_finished

测试结束后

及时关闭 AWGN 信号发射,防止对后续其他测试造成干扰。


六、常见问题

Q1:为什么测试 CBP 中途要暂时断开 AWGN 信号发射?

按照法规的测试流程,中途断开信号发射是为了验证设备对干扰信号的响应能力:先确认 EUT 在没有外部干扰时能够正常工作,然后重新打开 RF,验证 EUT 能否立即 (或在预期时间内) 重新侦测到干扰并停止传输。这一步评估了设备对干扰的灵敏度与响应时间,是设备整体性能评估的一部分。

Q2:为什么要设置 Level (Minimal) / Level (OFF) / Level (ON) 三个电平?

这三个电平代表设备在不同 AWGN 信号强度下的三种响应状态 (定义见第二章):OFF 验证设备能在特定干扰电平下完全停发;Minimal 反映设备开始感知干扰的最小阈值;ON 确认不影响传输的电平上限。三者结合,完整覆盖了设备在各种干扰强度下的行为,确保其在真实无线环境中可靠运行。

Q3:为什么侦测概率要测试至少 10 次?

法规要求验证 EUT 能以至少 90% 的置信度检测到 AWGN 信号 (KDB 原文):

"Determine and record the AWGN signal power level (at the EUT's antenna port) at which the EUT ceased transmission. Repeat the procedure at least ten times to verify the EUT can detect an AWGN signal with a 90% (or better) level of certainty."

单次或少数几次测试易受偶然因素影响,多次重复可以在统计上消除偶然误差,使结果具备法规要求的置信度。