Tina Linux WiFi RF 测试 使用指南
1 概述
1.1 编写目的
介绍Allwinner 平台上Wi-Fi 芯片的RF 测试。
1.2 适用范围
主要适用于以下平台：
• Allwinner 软件平台Tina v3.0 版本及以上。
• Allwinner 硬件平台R 系列（R6，R11，R16，R18，R30，R40，R328，R331, R329,R818, R818B, R528…）。
• Allwinner 硬件平台MR 系列（MR133, MR813, MR813B…）。
• Allwinner 硬件平台H 系列（H133…）。
• Allwinner 硬件平台V 系列（V853…）。
1.3 相关人员
本文档主要适用于以下人群：
• Tina 平台的广大客户
• 对TINA Wi-Fi 感兴趣的同事
2 WiFi 测试
2.1 WiFi 传导测试
Wi-Fi 的传导测试是通过射频电缆线，以有线的方式连接到测试仪器，用来测试不带天线，射频芯片出来的RF 性能。
传导测试又分为信令模式和非信令模式。信令模式可以理解为小机和综合测试仪进行信息交互，小机既能发射信号，又能接收信号，具有回环机制；非信令模式
下，小机只能作为发射机或者接收机，信息传递是单向的；两种模式下测试结果是差不多的。注：小机：指带有Wi-Fi 芯片的开发板。测试仪器：种类多样如下面
列举的：传导测试的仪器设备有IQ2015、N9020A（频谱仪）和CMW270（综合测试仪）。其中CMW270 既可以用于信令模式，也可以非信令模式，常用于信令
模式；IQ2015 和N9020A 只能用于信令模式，另外N9020A 只能测传导TX，不能测RX，IQ2015 则都可以测。
2.2 测试指标
2.3 ETF 工具介绍
为了方便测试RF 性能，Xradio 提供ETF CLI（一种Linux 测试命令客户端工具）。
ETF 工具的大致功能如下：
| 类别 | 测试支持 | 描述 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 基本配置 | 频段选择（2.4G） | 测试的频段可配置 | 目前只支持2.4G |
| 信道选择 | 测试信道可配置（1~14） | ||
| MAC 地址配置 | 修改发送帧的MAC 地址 | 可配置A1，A2，A3 | |
| TX | 连续发送 | 连续发送模式下不断发送帧，直到进行停止操作 | |
| 帧数发送 | 发送一定数目的帧后停止发送 | ||
| 帧长度 | 配置发送的帧长度可以调整 | 大于MAC 头部（14 字节）， | |
| 速率选择 | 速率可选择11b, 11g, 11n HT20 | 11b 22Mbps 33Mbps 除外 | |
| 功率调整 | 发送功率可以按等级调整，单位不是dbm | 每个速率有对应默认功率，一般 | |
| 单载波发送 | 可发送单载波，幅度可调整 | CLI 支持频偏可调整 | |
| RX | 连续接收 | 停止接收后显示接收帧总数，错误帧数目 | |
| 模式配置 | 可以配置11b only, 11g/n 或者11b/g/n | APK 暂不支持11b only 和11g/ |
3 XRADIO 系列模组
3.1 RF 测试环境搭建
3.1.1 驱动配置
为了支持RF test 工具的使用，必须先配置Xradio 系列的驱动（XR819/XR829），并选择以下配置。
make kernel_menuconfig
Device Drivers > Network device support > Wireless LAN >
XR829 WLAN support >
XRadio Driver features >
Driver debug features >
[*] XRADIO ETF Support for RF Test(DEVELOPMENT)
XR819 WLAN support >
XRadio Driver features >
Driver debug features >
[*] XRADIO ETF Support for RF Test(DEVELOPMENT)
注：
- 确认在系统的wlan 固件目录（/lib/firmware）中存在boot_xr-xxx.bin，sdd_xr-xxx.bin，etf_xrxxx.bin等文件。
- 在系统启动后，在测试之前请确认xradio_wlan(三个ko 的形式) 模块已被加载。
3.1.2 Tina 配置
按如下方法配置ETF 工具。
make menuconfig
Utilities > rf test tool
<*> xr819-rftest.........xr819 rf test tools
<*> xr829-rftest.........xr829 rf test tools
注意：
由于wlan 与RF 测试共用一个驱动，并且下载固件不一样，因此两者互斥。即测试模式和常规模式不能共存。所以启动etf 工具前，请务必保证进入测试模式。即
若是xradio 模组以三个ko（xradio_wlan,xradio_mac,xradio_core）方式加载的，ETF 测试前需要rmmod xradio_wlan. 若是以xr829/xr819 单个ko 加载的，ETF
测试时通过带参数的形式加载进入测试模式insmod /lib/modules/xxx/xr829.ko etf_enable=1
3.2 ETF CLI 使用说明
ETF 命令行工具可以进行手动测试，也可以被其他程序调用进行自动化测试。
3.2.1 测试命令介绍
ETF 工具命令基本格式，可以通过etf help获取ETF 工具详细的帮助信息。
etf cmd [param0] [param1] [param2] [param3]
RF 测试模式启动，设备处于运行状态，其他测试命令只能在该命令完成以后才能进行。
etf connect
RF 测试模式关闭，关闭后设备处于掉电状态。
etf disconnect
PHY 使能，在进行PHY 和RF 相关操作之前必须先使能PHY。
etf enable_phy
MAC 地址获取和配置，其中-d为目的地址（A1），-s为源地址（A2），-t为BSSID（A3）。
etf get_mac
etf set_mac -d XX:XX:XX:XX:XX:XX -s XX:XX:XX:XX:XX:XX -t XX:XX:XX:XX:XX:XX
频段模式和信道配置。其中mode可为DSSS_2GHZ，OFDM_2GHZ，2GHZ。num为信道参数，范围1~14。
etf channel [mode] [num]
速率配置。
etf rate –m [x] –r [y]
其中x 和y 意义分别为如下表：
| 模式X | 定义 | 对应速率y |
|---|---|---|
| 0 | 11b short preamble | 1，2，5.5，11 |
| 1 | 11b long preamble | 1，2，5.5，11 |
| 2 | 11g | 6，9，12，18，24，36，48，54 |
| 4 | 11n | Greenfield 6.5，13，19.5，26，39，52，58.5，65 |
| 5 | 11n | Mixed |
功率配置。其中num的范围为2~120，每个速率有对应的默认功率和最大功率，速率配置后自动使用默认功率进行发送；当功率调整超过最大功率时，会配置为最
大功率。
etf power_level [num]
3.2.2 传导TX 测试
Tx 测试基本格式如下。其中continous 为1 表示连续发送，为0 表示帧数发送，默认为1；当continous 为0 时，num表示要发送的帧数；length表示发送帧的长度。
etf tx -c [continous] -n [num] -l [length]
etf tx_stop
单载波发送基本格式如下。其中amplitude表示单载波幅度，默认为0dbm；freq为频偏，默认为5MHz；mode表示载波模式，默认为Single Tone Quad。
etf tone -a [amplitude] -f [freq] -m [mode]
etf tone_stop
示例1：在1 信道，使用11n Mixed 模式MCS7 LongGI 速率，帧长为4095 进行连续发送。
etf connect
etf enable_phy
etf channel 2GHZ 1
etf rate -m 5 -r 65
etf tx -c 1 -l 4095
etf tx_stop
etf disconnect
示例2：在11 信道，使用11g 模式54Mbps 速率，功率等级为50 进行发送1000 帧。提示：固定帧数发送不需要tx_stop。
etf connect
etf enable_phy
etf channel 2GHZ 11
etf rate -m 2 -r 54
etf power_level 50
etf tx -c 0 -n 1000
etf disconnect
示例3：在1 信道，进行单载波连续发送的示例。单载波发送必须先进行连续发送。
etf connect
etf enable_phy
etf channel 2GHZ 1
etf tx -c 1
etf tone
etf tone_stop
etf tx_stop
etf disconnect
3.2.3 传导RX 测试
Rx 测试基本格式如下。Rx 测试无参数，停止后会返回统计数据。
etf rx
etf rx_stop
Rx 停止后返回数据如下：
Rx mode is: OFDM_PREAMBLE
Smoothing: YES!
Sounding PPDU: NO!
A-MPDU: NO!
Short GI: 800ns
CFO: -6.256104
SNR: 11.671869
RSSI: -49.000000
EVM: 2.713441
RCPI: -52.500000
Total: 1107
AbortError: 405
CRCError: 232
Sending CMD OK!
具体返回值意义说明：
| 名称 | 描述 | 备注 |
|---|---|---|
| Total | 所有检测到帧的总数 | |
| AbortError | 无法解调帧的总数错误帧总数 | |
| CRCError | CRC 发生错误的帧 | 错误帧总数 |
| Rx mode | 最后一帧的调制模式 | |
| A-MPDU | 是否为聚合帧 | |
| RSSI | 接收信号强度，单位dbm |
示例1：在1 信道，进行连续接收的示例。
etf connect
etf enable_phy
etf channel 2GHZ 1
etf rx
etf rx_stop
etf disconnect
示例2：在11 信道，11b only 模式，进行连续接收的示例。
etf connect
etf enable_phy
etf channel DSSS_2GHZ 11
etf rx
etf rx_stop
etf disconnect
3.3 WiFi 指令合集
3.3.1 传导TX 测试
在11b 模式带宽11M 信道1 场景下测试
rmmod xradio_wlan //上电后卸载一次即可
etf connect
etf enable_phy
etf channel 2GHZ 1
etf rate -m 1 -r 11
etf tx //可以不设置侦长等信息，直接tx
etf tx_stop //每次切换成其他模式需要先stop再输指令
在11g 模式带宽54M 信道1 场景下测试
rmmod xradio_wlan //上电后卸载一次即可
etf connect
etf enable_phy
etf channel 2GHZ 1
etf rate -m 2 -r 54
etf tx //可以不设置侦长等信息，直接tx
etf tx_stop //每次切换成其他模式需要先stop再输指令
在11n 模式带宽HT20 速率MCS7 信道1 场景下测试
rmmod xradio_wlan //上电后卸载一次即可
etf connect
etf enable_phy
etf channel 2GHZ 1
etf rate -m 5 -r 65
etf tx //可以不设置侦长等信息，直接tx
etf tx_stop //每次切换成其他模式需要先stop再输指令
在11n 模式带宽HT40 速率MCS7 信道1 场景下测试（XR819 没有40M 模式，XR829 才有）
rmmod xradio_wlan //上电后卸载一次即可
etf connect
etf enable_phy
etf bandwidth 40M //设置40M带宽
etf subchannel LOWER //设置信道组合方式,向上模式；也可以设置成LOWER向下模式
etf channel 2GHZ 1 //注意LOWER模式IQ仪器需要选择n+2信道，如软件设置信道1，仪器选择信道3
//注意UPPER模式IQ仪器需要选择n-2信道，如软件设置信道3，仪器选择信道1
etf rate -m 5 -r 65
etf tx -w 40M -u LOWER
etf tx_stop //每次切换成其他模式需要先stop再输指令
备注：
subchannel可为LOWER或UPPER。此处的LOWER和UPPER含义为设置信道为组成40M 带宽的低/高频信道，如下图所示。故5LOWER 和9UPPER均表示40M 的
中心频率在7 信道（2442MHz）。40M 中心频率的计算方法如下：所设信道的中心频率+10M（对于LOWER的情况）或所设信道的中心频率-10M（对于UPPER的情况）。
3.3.2 传导RX 测试
在11b 或11g 或11n 模式带宽HT20 场景下测试
rmmod xradio_wlan //上电后卸载一次即可
etf connect
etf enable_phy
etf channel 2GHZ 1
//仪器发信号前先进入rx模式
etf rx
//仪器发完之后按输入rx_stop指令，查看结果
etf rx_stop
在11n 模式带宽HT40 速率MCS7 场景下测试
rmmod xradio_wlan //上电后卸载一次即可
etf connect
etf enable_phy
etf bandwidth 40M //设置40M带宽
etf subchannel LOWER //设置信道组合方式，也可以设置成UPPER模式
etf channel 2GHZ 1
//仪器发信号前先进入rx模式
etf rx
//仪器发完之后按输入rx_stop指令，查看结果
etf rx_stop
4 RTL 系列模组
4.1 RF 测试环境搭建
4.1.1 驱动配置
为了支持RF test 工具的使用，必须配置RTL 系列的驱动。
make kernel_menuconfig
Device Drivers > Network device support > Wireless LAN
<M> Realtek 8189F SDIO WiFi
<M> Realtek 8723D SDIO or SPI WiFi
4.1.2 Tina 配置
按如下方法配置ETF 工具。
make menuconfig
Utilities > rf test tool >
<*> realtek-rftest.......realtek rf test tools
rtk_hciattach >
<*> rtk_hciattach.........Realtek BT HCI UART initialization tools
4.2 rtwpriv 测试命令
4.2.1 传导TX 测试
ifconfig wlan0 up
# Enable Device for MP operation
rtwpriv wlan0 mp_start
# enter MP mode
rtwpriv wlan0 mp_channel 7
# set channel to 1 . 2, 3, 4~13 etc.now is channel 7
rtwpriv wlan0 mp_bandwidth 40M=0,shortGI=0
# set 20M mode and long GI；set 40M is 40M=1.
rtwpriv wlan0 mp_ant_tx a
# Select antenna A for operation
if device have 2x2 antennam select antenna "a" or "b" and "ab" for operation.
rtwpriv wlan0 mp_txpower patha=44
# set path A and path B Tx power level , the Range is 0~63.
rtwpriv wlan0 mp_rate 135
# set OFDM data rate to 54Mbps,ex: CCK 1M = 2, CCK 5.5M = 11 ;
OFDM 6M=12、54M = 108 ;
N Rate: MCS0 = 128, MCS1 = 129 MCS 2=130....MCS15 = 143 etc.
rtwpriv wlan0 mp_ctx count=%100,pkt
# start continuous Packet Tx
rtwpriv wlan0 mp_ctx stop
#stop continuous Tx
rtwpriv wlan0 mp_stop
# exit MP mode
ifconfig wlan0 down
# close WLAN interface
4.2.2 传导RX 测试
ifconfig wlan0 up
# Enable Device for MP operation
rtwpriv wlan0 mp_start
# Enter MP mode
rtwpriv wlan0 mp_channel 13
# Set channel to 1 . 2, 3, 4~13 etc.
rtwpriv wlan0 mp_bandwidth 40M=0,shortGI=0
# Set 20M mode and long GI or set to 40M is 40M=1.
rtwpriv wlan0 mp_ant_rx a
# Select antenna A for operation
if device have 2x2 antennam select antenna "a" or "b" and "ab" for operation.
rtwpriv wlan0 mp_arx start
# start air Rx teseting.
rtwpriv wlan0 mp_arx phy
# get the statistics.
rtwpriv wlan0 mp_reset_stats
#Stop air Rx test and show the Statistics / Reset Counter.
rtwpriv wlan0 mp_arx stop or rtwpriv wlan0 mp_reset_stats
rtwpriv wlan0 mp_stop
# exit MP mode
ifconfig wlan0 down
# close WLAN interface
5 SRRC 认证
5.1 SRRC 认证介绍
SRRC 是国家无线电管理委员会强制认证要求，所有在中国境内销售及使用的无线电组件产品，必须取得无线电型号的核准认证。
5.2 认证项目及指标
局域网11b 部分：
| 技术参数 | 公布信息 |
|---|---|
| 调制方式 | DBPSK/DQPSK/CCK |
| 数据速率 | 1 Mbps/2 Mbps/5.5 Mbps/11 Mbps |
| 信道间隔 | 5MHz |
| 天线增益 | 2 dBi |
| 等效全向辐射功率 | 天线增益< 10 dBi 时：≤ 100 mW 或≤ 20 dBm; 天线增益≥ 10 dBi 时：≤ 500 mW 或≤ 27 dBm。 |
| 最大功率谱密度 | 直接序列扩频或其它工作方式： 天线增益< 10 dBi 时：≤ 10 dBm/MHz (EIRP); 天线增益≥ 10 dBi 时：≤ 17 dBm/MHz (EIRP)。 跳频工作方式： 天线增益< 10 dBi 时：≤ 20 dBm/MHz (EIRP); 天线增益≥ 10 dBi 时：≤ 27 dBm/MHz (EIRP)。 |
| 频率范围 | ≤ -80 dBm/Hz (fL ≥ 2.4 GHz; fH ≤ 2.4835GHz) |
| 占用带宽 | — |
| 载频容限 | ≤ 20 x 10-6 |
| 杂散发射 | ≤ -36 dBm/100 kHz (30-1000 MHz); ≤ -33 dBm/100 kHz (2.4-2.4835 GHz); ≤ -40 dBm/1 MHz (3.4-3.53 GHz); ≤ -40 dBm/1 MHz (5.725-5.85 GHz); ≤ -30 dBm/1 MHz (其他1-12.75GHz) |
局域网11g 部分：
| 技术参数 | 公布信息 |
|---|---|
| 调制方式 | BPSK/QPSK/16QAM/64QAM |
| 数据速率 | 6 Mbps/9 Mbps/12 Mbps/18 Mbps/24 Mbps/36 Mbps/48 Mbps/54 Mbps |
| 信道间隔 | 5MHz |
| 天线增益 | 2 dBi |
| 等效全向辐射功率 | 天线增益< 10 dBi 时：≤ 100 mW 或≤ 20 dBm; 天线增益≥ 10 dBi 时：≤ 500 mW 或≤ 27 dBm。 |
| 最大功率谱密度 | 直接序列扩频或其它工作方式： 天线增益< 10 dBi 时：≤ 10 dBm/MHz (EIRP); 天线增益≥ 10 dBi 时：≤ 17 dBm/MHz (EIRP)。 跳频工作方式： 天线增益< 10 dBi 时：≤ 20 dBm/MHz (EIRP); 天线增益≥ 10 dBi 时：≤ 27 dBm/MHz (EIRP)。 |
| 频率范围 | ≤ -80 dBm/Hz (fL ≥ 2.4 GHz; fH ≤ 2.4835GHz) |
| 占用带宽 | — |
| 载频容限 | ≤ 20 x 10-6 |
| 杂散发射 | ≤ -36 dBm/100 kHz (30-1000 MHz); ≤ -33 dBm/100 kHz (2.4-2.4835 GHz); ≤ -40 dBm/1 MHz (3.4-3.53 GHz); ≤ -40 dBm/1 MHz (5.725-5.85 GHz); ≤ -30 dBm/1 MHz (其他1-12.75GHz) |
局域网11n 20MHz 部分:
| 技术参数 | 公布信息 |
|---|---|
| 调制方式 | BPSK/QPSK/16QAM/64QAM |
| 数据速率 | MCS0-MCS7 |
| 信道间隔 | 5MHz |
| 天线增益 | 2 dBi |
| 等效全向辐射功率 | 天线增益< 10 dBi 时：≤ 100 mW 或≤ 20 dBm; 天线增益≥ 10 dBi 时：≤ 500 mW 或≤ 27 dBm。 |
| 最大功率谱密度 | 直接序列扩频或其它工作方式： 天线增益< 10 dBi 时：≤ 10 dBm/MHz (EIRP); 天线增益≥ 10 dBi 时：≤ 17 dBm/MHz (EIRP)。 跳频工作方式： 天线增益< 10 dBi 时：≤ 20 dBm/MHz (EIRP); 天线增益≥ 10 dBi 时：≤ 27 dBm/MHz (EIRP)。 |
| 频率范围 | ≤ -80 dBm/Hz (fL≥ 2.4 GHz; fH ≤ 2.4835GHz) |
| 占用带宽 | — |
| 载频容限 | ≤ 20 x 10-6 |
| 杂散发射 | ≤ -36 dBm/100 kHz (30-1000 MHz); ≤ -33 dBm/100 kHz (2.4-2.4835 GHz); ≤ -40 dBm/1 MHz (3.4-3.53 GHz); ≤ -40 dBm/1 MHz (5.725-5.85 GHz); ≤ -30 dBm/1 MHz (其他1-12.75GHz) |
局域网11n 40MHz 部分：
| 技术参数 | 公布信息 |
|---|---|
| 调制方式 | BPSK/QPSK/16QAM/64QAM |
| 数据速率 | MCS0-MCS7 |
| 信道间隔 | 5MHz |
| 天线增益 | 2 dBi |
| 等效全向辐射功率 | 天线增益< 10 dBi 时：≤ 100 mW 或≤ 20 dBm; 天线增益≥ 10 dBi 时：≤ 500 mW 或≤ 27 dBm。 |
| 最大功率谱密度 | 直接序列扩频或其它工作方式： 天线增益< 10 dBi 时：≤ 10 dBm/MHz (EIRP); 天线增益≥ 10 dBi 时：≤ 17 dBm/MHz (EIRP)。 跳频工作方式： 天线增益< 10 dBi 时：≤ 20 dBm/MHz (EIRP); 天线增益≥ 10 dBi 时：≤ 27 dBm/MHz (EIRP)。 |
| 频率范围 | ≤ -80 dBm/Hz (fL ≥ 2.4 GHz; fH ≤ 2.4835GHz) |
| 占用带宽 | — |
| 载频容限 | ≤ 20 x 10-6 |
| 杂散发射 | ≤ -36 dBm/100 kHz (30-1000 MHz); ≤ -33 dBm/100 kHz (2.4-2.4835 GHz); ≤ -40 dBm/1 MHz (3.4-3.53 GHz); ≤ -40 dBm/1 MHz (5.725-5.85 GHz); ≤ -30 dBm/1 MHz (其他1-12.75GHz) |
5.3 注意事项
SRRC 认证中最容易出现问题的测试项目是杂散发射，所以这个测试项必须要摸底。杂散发射可以通过频谱仪来测量，重点关注二次谐波是否会超出-30dBm；一
般情况下做了π 型网络匹配杂散发射都能达标。杂散发射会测试每个模式下的最低速和最高速，正常只要保证最低速能过就可以，因为最低速发射功率是最高的；
软件适当降低发射功率，可以优化杂散指标，但是不建议这么做，除非万不得已，尽量通过硬件π 型网络去解决杂散问题。
|
| 载频容限 | ≤ 20 x 10-6 |
| 杂散发射 | ≤ -36 dBm/100 kHz (30-1000 MHz);
≤ -33 dBm/100 kHz (2.4-2.4835 GHz);
≤ -40 dBm/1 MHz (3.4-3.53 GHz);
≤ -40 dBm/1 MHz (5.725-5.85 GHz);
≤ -30 dBm/1 MHz (其他1-12.75GHz) |
5.3 注意事项
SRRC 认证中最容易出现问题的测试项目是杂散发射，所以这个测试项必须要摸底。杂散发射可以通过频谱仪来测量，重点关注二次谐波是否会超出-30dBm；一
般情况下做了π 型网络匹配杂散发射都能达标。杂散发射会测试每个模式下的最低速和最高速，正常只要保证最低速能过就可以，因为最低速发射功率是最高的；
软件适当降低发射功率，可以优化杂散指标，但是不建议这么做，除非万不得已，尽量通过硬件π 型网络去解决杂散问题。