DFS

在美國，從5.25到5.35GHz，以及從5.47到5.725GHz的頻帶是作為美國國防雷達系統使用。由於無線訊號頻寬需求成長驚人，為增加免執照國家無線資訊公共設備（Unlicensed National Information Infrastructure；U-NII）可取用的頻寬，FCC規定這些頻帶也可用作其他無線應用，但是它們必須遵循FCC-06-96A1標準。遵循FCC-06-96A1標準所需的機制稱為動態頻率選擇（Dynamic Frequency Selection；DFS）。DFS背後的概念不過是每次在目前使用中的通道上偵測到雷達訊號時，無線裝置需轉換到不同的通道。任何使用上述頻帶的裝置必須在未來納入此機制。

以下五點可完整表示為何需要測試動態頻率選擇：

《圖一　標準量測架構》

DFS測試機制

如(圖一)中說明標準測試架構。其架構包含待測物（Master）和用戶端（Client），及模擬雷達脈衝訊號之數位訊號產生器、量測與監控待測物之頻譜分析儀，並透過電腦遠端控制訊號產生器發射雷達脈衝訊號與頻譜分析儀監控待測物是否在規訂時間內轉換傳送頻道。以及基本射頻配件如衰減器和分歧器等。依據標準FCC Part 15 Subpart E允許使用傳導或幅射方式量測。

該標準的第7.8項明確說明「DFS效能測試程序」的四個個別部份：

「U-NII偵測頻寬（Detection Bandwidth）」經由測試決定所選取通道上的偵測頻寬。偵測頻寬等於針對雷達訊號監控的頻率範圍。換句話說，偵測頻寬為雷達訊號的中心頻率由1MHz步進增加，直到UUT無法偵測到訊號為止。根據標準符合偵測率的最後雷達訊號中心頻率，表示fH為頻率上限。較低的頻率限制fL也是以降低頻率相同的方式決定。以上方式得知偵測頻寬為fH與fL的差值。標準動態頻率選擇測試機制可分成三點說明：

《圖二　DFS分析工具：建立通道檢查》

確認有效頻道

免執照頻段裝置欲更換不同工作頻率之前，需先確認下一工作頻率並無與其他雷達系統有相同的工作頻率。於工作頻率和頻道僅以60秒接收及監控雷達訊號，若已發現雷達訊號於頻道中，立即選擇其他頻道並且執行CAC於此頻率上，並且無發現任何雷達訊號於頻道中，無線裝置可開始傳送於此頻道。

即時監控服務

連續不間斷地監控雷達訊號，若發現與雷達系統使用相同頻率，必須立即離開此頻率（停止傳送訊號）。

《圖三　確認有效頻道檢查時間初始化》

無佔用期間

發現雷達系統30分鐘後，必須離開相同頻道並停止發送訊號。發現雷達訊號後30分鐘內，不可有任何的傳輸在相同的頻道上。無佔用期間需要提供雷達訊號是否發生在CAC期間，或在線上監控期間。一個新的有效頻道確認需要在無佔用期間內之後的30分鐘。

如發現雷達系統後，需要在一定時間內關閉頻道並停止傳送訊號。此期間無線裝置需要關閉頻道和轉換至其他頻道，因此需量測關閉時間和轉換時間，分別為轉移頻道時間，當無線裝置發現雷達訊號，其裝置需在發現後10秒停止任何傳送。關閉頻道傳送時間，在發現雷達訊號後，無線裝置可傳送最大200msec的任何資訊（一般資料或控制和管理訊號）。在轉移時間的剩餘期間內（最大值為9.8秒），無線裝置只可傳送間斷的控制和管理訊號給網路轉移至其他頻道之用。所謂的「間斷」是為更進一步確認在60msec的限制中，所有傳送時間需在此剩餘期間內。

並且執行測試前，需量測系統的測試臨界。此無線裝置的接收訊號位準臨界需有能力發現雷達系統，並定義無線接收機輸入位準為0dBi接收天線和臨界需求為無線裝置發射機之EIRP功能。

不論無線裝置在發現雷達訊號或傳送資料與否，其無線裝置應隨時控制傳送功率之大小，以因應不同的環境與狀態。傳送功率控制（TPC）為無線裝置經常用於保護總功率至少減緩3dB。總功率來自於大量的無線傳輸裝置，無線裝置須有能力工作在至少低於平均EIRP（30dBm）6dB，而無線裝置最大EIRP需小於500mW（27dBm）。在不需要傳送功率控制下（TPC），因為裝置必須工作在低3dB減緩準位之下。傳送功率控制（TPC）需以手動或自動執行，目前無已知的標準明確列出何種情形，傳送功率控制（TPC）需被執行。

《圖四　通道移動時間及通道關閉傳輸時間的擷取方塊》

動態頻率選擇分析軟體功能

發展DFS分析工具是為了確保免執照無線裝置有適時遵守FCC-06-96A1。三項「確認有效頻道」的分析視窗在「建立通道檢查」標籤下構成群組。「即時監控服務」標籤涵蓋「通道移動時間」、「通道關閉傳輸時間」，以及「無佔用期間」。「偵測頻寬」量測及「效能統計檢查」可利用上述視窗涵蓋在內。

軟體內包含五項量測中有四項監控選取的通道，並量測從觸發開始至觀察到的首次傳輸的時間間隔。此量測方法為「確認有效頻道初始化」、「確認有效頻道」，以及「無佔用期間」。在「無佔用期間」測試中，執行兩次「確認有效頻道（Channel Available Check；CAC）」。此二值之間的差異在於兩者個別時區內，何者包含雷達脈衝觸發訊號。兩者量測方法的主要差異，為其中的變化可能從1分鐘到30分鐘不等。(圖三)顯示「確認有效頻道檢查時間初始化」的分析視窗，包含所有量測特定的控制方式及顯示要素。

《圖五　動態頻率選擇執行流程概要》 - BigPic:679x324

「通道關閉傳輸時間」及「通道移動時間」的值可利用分析器的單一掃描進行量測。(圖四)顯示這些量測方法的擷取方塊。

---作者為台灣羅德史瓦茲系統應用部門資深系統應用工程師---