Gestrahlte Koexistenztests von Funksystemen
Ein Leitfaden mit Schritt-für-Schritt-Anweisungen für die Durchführung manueller und automatisierter Koexistenztests von Funksystemen
Ende 2020 gab es weltweit über 20 Milliarden Produkte im Bereich des Internet der Dinge (IoT), die in den lizenzierten und nicht lizenzierten Frequenzbändern betrieben wurden. Man geht davon aus, dass dieser Wachstumstrend über die kommenden Jahre unverändert anhält, da immer mehr Personen ihren Lebensstil „smarter“ und mit einem höheren Grad an Vernetzung gestalten. Dies führt zu einem deutlich aktiveren und anspruchsvolleren HF-Umfeld, als wir es heute kennen. Um die Komplexität des HF-Spektrums zu verstehen, hat Rohde & Schwarz im Jahr 2021 ein White Paper veröffentlicht. In diesem wurde die HF-Spektrumaktivität an mehreren Standorten zu verschiedenen Tageszeiten beobachtet. Die Standorte wurden auf Basis der Bevölkerungsdichte und der Zahl der bekannten HF-Sender samt ihrer Frequenzen an diesen Standorten gewählt. Dabei wurde auch die Schlussfolgerung gezogen, dass die ISM-Bänder im Mittel eine höhere Kanalauslastung aufweisen, da die meisten IoT-Geräte das nicht lizenzierte Spektrum nutzen. Im Paper wurde empfohlen, dass die Testbedingungen während der Durchführung von Koexistenztests für Funksysteme das für das Gerät vorgesehene HF-Betriebsumfeld widerspiegeln sollen. Anderenfalls würde die Charakterisierung der HF-Performance lediglich den Idealfall wiedergeben, der beim Betrieb in der realen Welt nicht existiert. Da es in Wirklichkeit nicht immer möglich ist, alle Geräte zu testen, müssen entsprechende Testmethodiken aufgesetzt werden, um die reale Welt so gut wie möglich nachzubilden.
Dies hilft uns dabei, ein besseres Verständnis zu gewinnen, wie sich der Empfänger eines HF-Geräts unter verschiedenen HF-Bedingungen verhält. Auch wird empfohlen, Messungen durchzuführen, um das zukünftige Verhalten des Geräts zu verstehen, wenn das Spektrum noch komplexer wird. Somit ist eine gründliche Charakterisierung der Funktionalitäten des HF-Empfängers in Bezug auf die Bewältigung von In-Band- und Außerband-Störsignalen ebenfalls von Interesse.
Hinsichtlich der Konformitätsanforderungen von Behörden für die Sicherstellung der Funkkoexistenz-Performance ist ANSI C63.27 gegenwärtig der einzig veröffentlichte Teststandard, der Hinweise zur Durchführung von Koexistenztests an Geräten bereithält. Die Testkomplexität basiert auf Risiken für die Gesundheit des Anwenders, falls ein Fehler durch eines oder viele Störsignale verursacht wird. Der Standard gibt den Geräteherstellern auch Tipps in Bezug auf Messaufbauten, Messumfelder, Störsignaltypen und -strategien, qualitative Messparameter für die Performance auf der Bitübertragungsschicht mithilfe von Leistungskennzahlen (KPI) sowie Parameter auf der Aufwendungsschicht für die ganzheitliche Functional Wireless Performance (FWP).
In dieser Application Note wurde der von ANSI C63.27-2021 bereitgestellte Leitfaden im Hinblick auf den Messaufbau, Messparameter und Störsignale befolgt. Dem Leser wird eine klare Vorstellung vermittelt, wie man standardisierte Messgeräte von Rohde & Schwarz konfiguriert, um die Nutzsignale sowie die unbeabsichtigten Störsignale zu generieren und Messungen für die Überwachung der Geräte-Performance in Bezug auf Paketfehlerrate, Ping-Latenz und Datendurchsatz durchzuführen.
Diese Application Note enthält eine Schritt-für-Schritt-Anleitung, wie man Messungen mithilfe von leitungsgebundenen und gestrahlten Methodiken ausführt. Sowohl der manuelle als auch der automatisierte Ansatz für die Gerätekonfiguration wird in diesem Dokument erläutert.
Die Automatisierungs-Skripts sind in der Skriptsprache Python geschrieben und stehen mit dieser Application Note kostenlos zum Download bereit. Die offiziellen R&S-Python-Pakete, die für die Ausführung der Skripts erforderlich sind, sind in der PYPI-Datenbank verfügbar.
