普源精電(diàn)RSA5000实现ZigBee信号占用(yòng)信道再分(fēn)配解决方案
ZigBee是一个多(duō)个无線(xiàn)数传模块组成的一个无線(xiàn)数传网络平台,每一个ZiqBee网络数传模块类似移动网络的一个基站,在整个网络范围内,它们之间可(kě)以进行相互通信。ZigBee具备低功耗、低成本、低速率、近距离、短时延、高容量、高安全、免费频段的特点,常被应用(yòng)于工业,家庭自动化,遥测遥控,例如灯光自动化控制,传感器的无線(xiàn)数据采集和监控,油田,電(diàn)力,矿山(shān)和物(wù)流管理(lǐ)等领域。
本次客户案例的客户灯光自动化控制失效,需要观察并确定ZigBee信号在2.405GH2~2.485GHz所占信道中的干扰情况,并重新(xīn)评估信道配置。基于客户的测试场景与实际需求,普源精電(diàn)為(wèi)测试提供了测试解决方案。
客户使用(yòng)的灯光无線(xiàn)控制器采用(yòng)的无線(xiàn)通信标准是ZigBee规范,主频信号初始设置在2.434GHz频道位置,实现对运动场照明开关系统控制器进行定制化的定时编程。照明开关系统由管理(lǐ)员使用(yòng)无線(xiàn)控制器进行遠(yuǎn)程控制,也可(kě)以在无人控制时进行自动定时开关设置。但在系统验收时发现由于ZigBee所占信道中存在干扰,导致无線(xiàn)控制器失效。
LRIGOL RSA5065频谱分(fēn)析仪测试照明开关系统
在实际测试过程中,我们使用(yòng)了RSA5065频谱分(fēn)析仪的实时模式。因為(wèi)环境干扰太严重,存在许多(duō)未知瞬时信号或背景干扰源,所以必须启动实时模式。确保所有(yǒu)干扰信号都能(néng)一览无余,无处藏身。又(yòu)因為(wèi)ZigBee通信规范的频段為(wèi)2.405GHz至2.485GHz,而RSA5065的最大实时带宽為(wèi)40MHZ,所以必须进行两级分(fēn)段监控。2.4GHz至2.44GHz的频谱分(fēn)布如下图所示:
2.40GH2-2.44GHz的频谱分(fēn)布监测状态
可(kě)以看出,环境干扰非常严重,客户最初设置的2.434GHZ主频信号几乎全部被未知信号覆盖,导致了开关控制器的故障。接下来,我们对2.44GHz至2.48GHz频段进行监测。频谱图如下:
2.44GH2-2.48GHz的频谱分(fēn)布监测状态
从图中可(kě)以看到,从2.405GHz到2.485GHz的80MHz频段内还有(yǒu)部分(fēn)區(qū)域没有(yǒu)受到环境干扰。最后,在与客户工程师讨论后,在可(kě)以设置的26个频道中尝试将其主频重新(xīn)设置為(wèi)第25个频道(2.475GHz),照明系统重新(xīn)被点亮,并稳定运行。
▲余辉&光谱视图观察跳频信号变化过程
使用(yòng)RSA5065实时频谱分(fēn)析仪进行背景干扰信号监测和信道利用(yòng)率评估,无疑是一种有(yǒu)效的测试解决方案。一般来说,传统的扫频分(fēn)析仪(GPSA模式)无法满足其测试的基本要求,其根本原因在于扫描速度慢,死區(qū)存在时间过長(cháng)。无線(xiàn)通信的瞬态跳频信号无法有(yǒu)效显示和评估其信道占用(yòng)的实际情况,使用(yòng)几平无盲區(qū)(7.95US POI)RSA5065实时频谱分(fēn)析仪来监测评估无線(xiàn)信号占用(yòng)信道的状况,可(kě)以帮助客户找到问题的根本原因,进而及时提出技术解决方案。
▲余辉视图同时观察Wlan上行和下行信号图,利用(yòng)FMT捕获到WLAN信号下隐藏的蓝牙信号
RSA5000系列实时频谱仪在射频微波的应用(yòng)领域宽广,特别是在无線(xiàn)通信的应用(yòng)验证领域。除了本文(wén)所针对的2.4GHz Zigbee以外,对于2.4GHz的蓝牙传输、第一代Wifi无線(xiàn)网络布建及可(kě)靠度测试,以及5GHz第二代Wifi无線(xiàn)网络物(wù)理(lǐ)层验证,均可(kě)提供快速信道验证以及频域谱線(xiàn)无缝捕获。此外,RSA5000亦能(néng)支持针对这些无線(xiàn)通信元器件的電(diàn)气网络分(fēn)析,尤其是阻抗匹配的信息提供、反射损失,以及插入损失等特定测试参数的根本调适,皆能(néng)有(yǒu)效地撷取、分(fēn)析以及验证,使得相对应的待测产品问题无所遁形。
RSA5000系列实时频谱分(fēn)析仪
RIGOL RSA5000系列实时频谱分(fēn)析仪,频率范围最大為(wèi)9KHz至6.5GH2。采用(yòng)10.1英寸高清電(diàn)容触摸屏,支持多(duō)种手势操作,可(kě)轻松实现测量的设置与操作。RSA5000内置Linux系统,支持外接键盘和鼠标操作,USB/LAN等通信接口更加稳定可(kě)靠;提供HDMI接口,方便用(yòng)户进行演示、教學(xué)使用(yòng)。
RIGOL RSA5000系列产品标配GPSA、RTSA双模式。GPSA扫频式工作模式,可(kě)完成通用(yòng)的频谱分(fēn)析仪功能(néng);RTSA实时工作模式,可(kě)以实现对瞬变信号的无缝捕获,并通过概率密度谱,光谱等视图完整呈现测量结果,用(yòng)户还可(kě)通过设置频率模板触发方式,精确捕获分(fēn)析关心的频谱信号。实时频谱分(fēn)析仪可(kě)以完美解决通用(yòng)扫频式频谱分(fēn)析仪由设计原理(lǐ)导致扫描速度过慢而引起的不能(néng)完整捕获信号、甚至丢失信号的问题。
RIGOL RSA5000系列实时频谱分(fēn)析仪,可(kě)实现频谱监测、射频器件分(fēn)析、带信号测试及EMI预测试等多(duō)种测试要求。可(kě)广泛应用(yòng)于企业研发、工厂生产、教育教學(xué)等诸多(duō)领域。