R&S®CMWrun – Medições de autonomia de bateria

Solução de teste e medição

Com o mundo da internet das coisas (IoT) e suas diversas aplicações que requerem que uma carga de bateria dure ao menos dez anos, os testes de autonomia de baterias se tornaram mais importantes do que nunca. E para smartphones, onde há cada vez mais aplicativos sendo executados, é de suma importância testar os recursos mais recentes para redução do consumo da bateria. Impulsionada pelos novos requisitos de IoT para consumo ultrabaixo, nas últimas versões (12 e 13), a padronização 3GPP definiu recentemente características como o modo de economia de energia (PSM) e o DRX aprimorado (eDRX) nas diversas categorias de IoT da UE, bem como o cDRX para reduzir o consumo de energia tanto quanto possível.

O desempenho desses recursos para reduzir o consumo de energia só pode ser testado e analisado em um ambiente de rede emulada e controlada. O R&S^®CMWrun oferece a solução ideal para tais testes sob condições reais e controladas com base no famoso R&S^®CMW500. O R&S^®CMWrun CMW-KT051 coleta amostras da sonda de potência multicanal R&S^®RT-ZVC02A/R&S^®RT-ZVC04A com variação automática a uma alta taxa de amostragem e exibe a corrente e a tensão, ou até mesmo a potência instantânea calculada (em Watts) ao longo do tempo.

Eventos específicos de disparo de sinalização (por exemplo, anexação LTE, estado de sinalização em modo de repouso ou conectado, ou registro IMS) foram implementados, fornecendo mais detalhes (ou seja, mais amostras). Esses são mostrados e correlacionados com o tempo no diagrama de consumo de energia. O diagrama de consumo de energia também está correlacionado aos eventos a nível de IP usando a análise de tráfego de IP (R&S^®CMW-KM051), a qual indica qual aplicativo ou fluxo de IP está impactando a vida-útil da bateria dos smartphones ou outros dispositivos sem fios.

A sonda de potência multicanal R&S ^® RT-ZVC02A/R&S^®RT-ZVC04A com variação automática com R&S^®CMWrun permite que você monitore (em cenários reais) a potência (corrente e tensão) consumida por dispositivos IoT ou Comunicação Máquina a Máquina (M2M) acionados pelas próprias baterias, por um adaptador de energia A/C ou até mesmo por uma conexão USB. Smartphones usam as próprias baterias, em vez de consumir apenas uma bateria fictícia. É possível monitorar vários canais e comparar a energia consumida pelas peças de um módulo. Por exemplo, comparar a contribuição do processador de aplicativo, do estágio de potência RF, ou inclusive de componentes individuais para a energia total consumida – sempre em um cenário real de sinalização. A configuração R&S®CMWrun que controla as pontas de prova de potência multicanal R&S^®CMW500 e R&S^®RT‑ZVC02A/R&S^®RT‑ZVC04A com variação automática abrange todos os requisitos de teste de energia de dispositivos IoT, aplicativos de Comunicação Máquina a Máquina (M2M), módulos sem fios usados no setor automotivo, bem como componentes RF em qualquer cenário de sinalização ou não sinalização para testes de P&D, desempenho, regressão ou aceitação.

Testes de autonomia de bateria com a sonda de potência multicanal R&S®RT‑ZVC02A/ R&S®RT-ZVC04A com variação automática

As especificações mais recentes para a medição da autonomia das baterias requerem não apenas o monitoramento da corrente ao longo do tempo, mas também da tensão, incluindo o cálculo da potência instantânea com taxas de amostragem elevadas. Para tais requisitos de teste, deve ser possível medir a potência consumida por um dispositivo com base em um caso de uso real, por exemplo, alimentado por uma bateria real, ou a partir de uma interface USB, ou até mesmo de um adaptador AC.

O A sonda de potência multicanal R&S®RT‑ZVC02A/R&S®RT-ZVC04A com variação automática foi desenvolvida para abranger precisamente tais casos de uso e oferece até dois (com R&S®RT-ZVC02A) ou quatro (com R&S®RT-ZVC04A) canais de tensão e corrente.

Cada grupo de medição de potência é composto por um voltímetro e amperímetro com resolução A/D de 18 bits e taxa de amostragem de 5 Msamples/s. A função de multiplicação integrada, disponível para cada grupo, garante uma multiplicação síncrona, de amostra por amostra, das amostras de corrente e tensão com uma taxa de 5 Msamples/s. Uma unidade de decimação interna acumula a potência consumida com uma média de mais de 100, 1.000 ou 10.000 amostras. Isso garante que até picos de consumo de energia muito curtos sejam capturados, enquanto reduz a taxa de transferência de dados para um nível que um PC possa suportar. Com base nesses dados, o R&S®CMWrun estima a autonomia da bateria e exibe todas as medições do grupo de potência, como corrente, tensão e potência instantânea no gráfico do evento.

O amperímetro da sonda de potência multicanal R&S®RT-ZVC02A/R&S®RT-ZVC04A é equipado com derivações internas que podem ser selecionadas para uma das diferentes faixas de medição de interesse. A corrente também pode ser medida com base em uma derivação externa que é configurada e ajustada diretamente no dispositivo que está sendo testado. Neste caso, a corrente é calculada com base na queda de tensão nesta derivação externa de referência – o amperímetro interno torna-se um voltímetro de alta impedância, evitando, de maneira eficiente, perdas de cabos de conexão causadas por correntes elevadas.

Um modo de ajuste automático de intervalo para medições de corrente usando derivações internas ou externas também está disponível. Ele garante a mais alta precisão de medição da corrente, alterando automaticamente a escala com base na leitura da corrente. O recurso de ajuste automático de intervalo permite medições contínuas de corrente, tensão e potência, a uma velocidade de transmissão de até 50 ksamples/s.

Para a conexão ao dispositivo em teste (DUT), várias opções de conectividade, por exemplo, conectores de 4 mm, conectores de pinos e pinos soldados, estão disponíveis para abranger todos os tipos de cenário de aplicação.

As medições de autonomia de bateria e testes de taxa de transferência de IP estão disponíveis nos seguintes pacotes R&S^®CMWrun específicos do padrão:

• R&S^®CMW-KT053: para WCDMA/HSPA e GSM/(E)GPRS
• R&S^®CMW-KT054: para TD-SCDMA
• R&S^®CMW-KT055: para LTE/LTE-A (FDD/TDD)
• R&S^®CMW-KT057: para WLAN/Bluetooth^®
• R&S^®CMW-KT058: para CDMA2000^®, 1xRTT/1xEV-DO

A seguinte opção é obrigatória:

• R&S^®CMW-KT051: adiciona serviços E2E e FTP/iPerf, controla a unidade de aplicação de dados (DAU) R&S^®CMW500 e controla remotamente a sonda de potência multicanal com variação automática R&S^®RT‑ZVC02A/R&S^®RT‑ZVC04A

R&S®CMWrun em um piscar de olhos

A ferramenta de automação para a plataforma R&S^®CMW

Atualmente, a R&S^®CMW é a plataforma multipadrão líder mais popular para testes na UE. Ela é utilizada por operadores de rede, laboratórios de testes, fabricantes de celulares e fabricantes de chipsets. O software de automação R&S^®CMWrun atende a todos os requisitos para executar sequências de teste de controle remoto no R&S^®CMW em P&D, garantia de qualidade, produção e manutenção para os equipamentos sem fios atuais e futuros.

O mecanismo do software baseia-se na execução de DLLs de teste (conjuntos de plug-in). Essa arquitetura permite uma configuração fácil e simples das sequências de teste sem requerer conhecimento específico em programação de como controlar o instrumento remotamente. Ela também fornece flexibilidade total ao configurar parâmetros e limites para os itens de teste fornecidos nas opções do pacote R&S^®CMWrun específicas do padrão.

Intuitivo e fácil de usar

A interface gráfica intuitiva do usuário facilita para os usuários o teste de dispositivos sem fios para a conformidade com os protocolos 3GPP para diversas tecnologias.

As aplicações são diversas. Por exemplo, em testes combinados de experiência do usuário, os marcadores sincronizados mostram a taxa de transferência de IP e a drenagem de corrente em um piscar de olhos. Durante a análise, os marcadores de evento ajudam o usuário a otimizar a taxa de transferência de IP e a autonomia da bateria. Ao final do teste, é gerado um relatório de teste de fácil compreensão, contendo os limites, resultados do teste e o veredito. O relatório está disponível nos formatos csv, txt, xml e pdf.

Fatos principais

• Solução de multitecnologia para todos os padrões compatíveis com a família R&S^®CMW
• Solução pronta para uso para cenários de teste com experiência de usuário superior
• Apenas GUI, sem programação, sem compilação de código
• Criação de testes, parametrização, execução e análise em uma única ferramenta
• Script de teste completo e automação do dispositivo em teste (DUT) (APP ADB/Android próprio do R&S^®CMWrun para iPerf/FTP)
• Aplicação para controle remoto SCPI via LAN, interface GPIB ou USB
• Amostras de planos de teste inclusas