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普源精電RSA5000實現(xiàn)ZigBee信號占用信道再分配解決方案

發(fā)布日期:2024-04-25     作者: 安泰測試     瀏覽數(shù):   

  ZigBee是一個多個無線數(shù)傳模塊組成的一個無線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)平臺,每一個ZiqBee網(wǎng)絡(luò)數(shù)傳模塊類似移動網(wǎng)絡(luò)的一個基站,在整個網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi),它們之間可以進(jìn)行相互通信。ZigBee具備低功耗、低成本、低速率、近距離、短時延、高容量、高安全、免費(fèi)頻段的特點(diǎn),常被應(yīng)用于工業(yè),家庭自動化,遙測遙控,例如燈光自動化控制,傳感器的無線數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控,油田,電力,礦山和物流管理等領(lǐng)域。

  本次客戶案例的客戶燈光自動化控制失效,需要觀察并確定ZigBee信號在2.405GH2~2.485GHz所占信道中的干擾情況,并重新評估信道配置?;诳蛻舻臏y試場景與實際需求,普源精電為測試提供了測試解決方案。

  客戶使用的燈光無線控制器采用的無線通信標(biāo)準(zhǔn)是ZigBee規(guī)范,主頻信號初始設(shè)置在2.434GHz頻道位置,實現(xiàn)對運(yùn)動場照明開關(guān)系統(tǒng)控制器進(jìn)行定制化的定時編程。照明開關(guān)系統(tǒng)由管理員使用無線控制器進(jìn)行遠(yuǎn)程控制,也可以在無人控制時進(jìn)行自動定時開關(guān)設(shè)置。但在系統(tǒng)驗收時發(fā)現(xiàn)由于ZigBee所占信道中存在干擾,導(dǎo)致無線控制器失效。

普源精電RSA5000實現(xiàn)ZigBee信號占用信道再分配解決方案(圖1)

LRIGOL RSA5065頻譜分析儀測試照明開關(guān)系統(tǒng)

  在實際測試過程中,我們使用了RSA5065頻譜分析儀的實時模式。因為環(huán)境干擾太嚴(yán)重,存在許多未知瞬時信號或背景干擾源,所以必須啟動實時模式。確保所有干擾信號都能一覽無余,無處藏身。又因為ZigBee通信規(guī)范的頻段為2.405GHz至2.485GHz,而RSA5065的最大實時帶寬為40MHZ,所以必須進(jìn)行兩級分段監(jiān)控。2.4GHz至2.44GHz的頻譜分布如下圖所示:

普源精電RSA5000實現(xiàn)ZigBee信號占用信道再分配解決方案(圖2)

2.40GH2-2.44GHz的頻譜分布監(jiān)測狀態(tài)

  可以看出,環(huán)境干擾非常嚴(yán)重,客戶最初設(shè)置的2.434GHZ主頻信號幾乎全部被未知信號覆蓋,導(dǎo)致了開關(guān)控制器的故障。接下來,我們對2.44GHz至2.48GHz頻段進(jìn)行監(jiān)測。頻譜圖如下:

普源精電RSA5000實現(xiàn)ZigBee信號占用信道再分配解決方案(圖3)

2.44GH2-2.48GHz的頻譜分布監(jiān)測狀態(tài)

  從圖中可以看到,從2.405GHz到2.485GHz的80MHz頻段內(nèi)還有部分區(qū)域沒有受到環(huán)境干擾。最后,在與客戶工程師討論后,在可以設(shè)置的26個頻道中嘗試將其主頻重新設(shè)置為第25個頻道(2.475GHz),照明系統(tǒng)重新被點(diǎn)亮,并穩(wěn)定運(yùn)行。

普源精電RSA5000實現(xiàn)ZigBee信號占用信道再分配解決方案(圖4)

▲余輝&光譜視圖觀察跳頻信號變化過程

  使用RSA5065實時頻譜分析儀進(jìn)行背景干擾信號監(jiān)測和信道利用率評估,無疑是一種有效的測試解決方案。一般來說,傳統(tǒng)的掃頻分析儀(GPSA模式)無法滿足其測試的基本要求,其根本原因在于掃描速度慢,死區(qū)存在時間過長。無線通信的瞬態(tài)跳頻信號無法有效顯示和評估其信道占用的實際情況,使用幾平無盲區(qū)(7.95US POI)RSA5065實時頻譜分析儀來監(jiān)測評估無線信號占用信道的狀況,可以幫助客戶找到問題的根本原因,進(jìn)而及時提出技術(shù)解決方案。

普源精電RSA5000實現(xiàn)ZigBee信號占用信道再分配解決方案(圖5)

▲余輝視圖同時觀察Wlan上行和下行信號圖,利用FMT捕獲到WLAN信號下隱藏的藍(lán)牙信號

  RSA5000系列實時頻譜儀在射頻微波的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)拸V,特別是在無線通信的應(yīng)用驗證領(lǐng)域。除了本文所針對的2.4GHz Zigbee以外,對于2.4GHz的藍(lán)牙傳輸、第一代Wifi無線網(wǎng)絡(luò)布建及可靠度測試,以及5GHz第二代Wifi無線網(wǎng)絡(luò)物理層驗證,均可提供快速信道驗證以及頻域譜線無縫捕獲。此外,RSA5000亦能支持針對這些無線通信元器件的電氣網(wǎng)絡(luò)分析,尤其是阻抗匹配的信息提供、反射損失,以及插入損失等特定測試參數(shù)的根本調(diào)適,皆能有效地擷取、分析以及驗證,使得相對應(yīng)的待測產(chǎn)品問題無所遁形。

  RSA5000系列實時頻譜分析儀

  RIGOL RSA5000系列實時頻譜分析儀,頻率范圍最大為9KHz至6.5GH2。采用10.1英寸高清電容觸摸屏,支持多種手勢操作,可輕松實現(xiàn)測量的設(shè)置與操作。RSA5000內(nèi)置Linux系統(tǒng),支持外接鍵盤和鼠標(biāo)操作,USB/LAN等通信接口更加穩(wěn)定可靠;提供HDMI接口,方便用戶進(jìn)行演示、教學(xué)使用。

普源精電RSA5000實現(xiàn)ZigBee信號占用信道再分配解決方案(圖6)

  RIGOL RSA5000系列產(chǎn)品標(biāo)配GPSA、RTSA雙模式。GPSA掃頻式工作模式,可完成通用的頻譜分析儀功能;RTSA實時工作模式,可以實現(xiàn)對瞬變信號的無縫捕獲,并通過概率密度譜,光譜等視圖完整呈現(xiàn)測量結(jié)果,用戶還可通過設(shè)置頻率模板觸發(fā)方式,精確捕獲分析關(guān)心的頻譜信號。實時頻譜分析儀可以完美解決通用掃頻式頻譜分析儀由設(shè)計原理導(dǎo)致掃描速度過慢而引起的不能完整捕獲信號、甚至丟失信號的問題。

普源精電RSA5000實現(xiàn)ZigBee信號占用信道再分配解決方案(圖7)

  RIGOL RSA5000系列實時頻譜分析儀,可實現(xiàn)頻譜監(jiān)測、射頻器件分析、帶信號測試及EMI預(yù)測試等多種測試要求??蓮V泛應(yīng)用于企業(yè)研發(fā)、工廠生產(chǎn)、教育教學(xué)等諸多領(lǐng)域。


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