А вы готовы подключиться к Sigfox?

Измерительная задача

Беспроводная технология Sigfox — одна из наиболее известных технологий построения глобальной сети маломощных устройств (LPWAN) для создания сетей датчиков. Она предусматривает передачу совсем небольших объемов данных по восходящему каналу. Sigfox — это сверхузкополосная (UNB) технология, сочетающая скачкообразную перестройку частоты и повтор кадров, что обеспечивает ее высокую устойчивость к помехам.

Для достижения лучших результатов и обеспечения совместимости, прежде чем подавать заявку на сертификацию соответствия требованиям Sigfox и другим нормативным требованиям, рекомендуется проверить некоторые основные радиочастотные характеристики устройств в лаборатории. Это позволит сэкономить время и деньги, а также обеспечить высокий уровень удовлетворенности заказчиков. К типичным измерениям относятся измерения мощности передачи, спектра, колебаний частоты и чувствительности приемника.

Решение компании Rohde & Schwarz

Компактные контрольно-измерительные решения Rohde & Schwarz поддерживают все основные стандарты беспроводной связи. Испытательная установка для эффективного выполнения необходимых радиочастотных измерений устройств Sigfox обычно включает в себя анализатор спектра R&S®FPL1003, векторный генератор сигналов R&S®SMBV100B и программный инструмент, способный управлять испытуемым устройством (ИУ) с использованием библиотеки тестов Sigfox на ИУ. Дополнительное ПО генератора испытательных последовательностей позволяет автоматизировать все измерения.

Измерение параметров передатчика

Для выполнения измерений спектра необходим периодический запуск ИУ Sigfox программным инструментом. ИУ реагирует на каждый переданный запускающий сигнал передачей трех последовательных кадров на трех разных частотах. При этом удобнее использовать режим испытаний ИУ, поддерживаемый библиотекой Sigfox. В этом режиме можно, например, периодически отправлять испытательные кадры по выделенному каналу.

Спектрограмма (показанная на схеме испытательной установки на следующей странице) отражает результаты измерений, предоставляя информацию в частотной, временной и энергетической областях. Используйте горизонтальную позицию и показания маркера, чтобы определить частоту передачи и мощность для каждого кадра. Вертикальная позиция каждого блока отражает временные соотношения переданных кадров Sigfox. Изменения цвета на спектрограмме указывают на перестраиваемые кадры и излучаемую мощность каждого передаваемого кадра.

В зависимости от региональных нормативов передаваемый устройством Sigfox сигнал должен соответствовать заданной спектральной маске. Проверку выполнения этого требования легко реализовать путем настройки задаваемых пользователем линий пределов на анализаторе спектра R&S®FPL1003.

Другой важный параметр передатчика Sigfox — погрешность по частоте и фазе. ПО векторного анализа сигналов R&S®VSE демодулирует сигнал Sigfox и анализирует соответствующие параметры, такие как фазовая погрешность и погрешность несущей частоты. Для этой цели ПО R&S®VSE, запущенное на стандартном ПК, захватывает I/Q-данные от подключенного анализатора спектра R&S®FPL1003 для демодуляции.

Измерение параметров приемника

Для нисходящей связи с устройством технология Sigfox использует модуляцию 2GFSK. Как правило, связь с устройством возможна только в течение коротких периодов времени, когда устройство включает приемник, например, после отправки сообщения в сеть.

Для выполнения экстремальных требований к покрытию Sigfox устанавливает чувствительность приемника устройства на уровень менее –126 дБм. Для измерения чувствительности приемника векторный генератор сигналов R&S®SMBV100B генерирует определенное количество испытательных сообщений Sigfox при заданной выходной мощности, например, –125 дБм, используя свои внутренние возможности по формированию модулирующих сигналов в реальном масштабе времени. Испытательная программа, запущенная на устройстве, поддерживает определение коэффициента пакетных ошибок (PER). Для выполнения требований Sigfox устройство должно успешно принять не менее 900 кадров из 1000 (PER ≤ 10 %) при уровне мощности –126 дБм.

Заключение

Радиочастотные характеристики устройства IoT, использующего технологию LPWAN, такую как Sigfox, имеют решающее значение для прохождения обязательной сертификации. Они также оказывают существенное влияние на надежность решений IoT. Настоятельно рекомендуется проверить и оптимизировать радиочастотные характеристики устройства Sigfox на этапе его проектирования. Стандартные генераторы сигналов и анализаторы спектра и сигналов Rohde & Schwarz дают возможность легко выполнить необходимые для этого измерения. Поддержка всех основных стандартов беспроводной связи и возможность модернизации — важные характеристики этих перспективных контрольно-измерительных приборов.