R&S®CMWrun: medidas de duración de la batería

Solución de test y medida

Con la llegada de la Internet de las cosas (IoT) y sus diversas aplicaciones, que requieren una duración de la batería de por lo menos diez años, los tests de vida útil de las baterías adquieren más importancia que nunca. En el caso de los smartphones, que ejecutan cada vez más aplicaciones, es fundamental probar las funciones más recientes para poder reducir el consumo de energía. Atendiendo a los requisitos de consumo mínimo que plantea la IoT, el grupo de estandarización 3GPP ha especificado en sus últimas versiones (12 y 13) funciones como el modo de ahorro de energía (PSM) y DRX ampliado (recepción discontinua ampliada o eDRX) para las diferentes categorías de terminales IoT, así como el modo cDRX, con el fin de reducir el consumo en la mayor medida posible.

La capacidad de estas funciones para reducir el consumo solamente se puede medir y analizar en un entorno de red simulado controlado. R&S^®CMWrun ofrece la solución perfecta para realizar estas pruebas en condiciones reales y controladas sobre la base del popular R&S^®CMW500. El R&S^®CMWrun CMW-KT051 recopila muestras de la sonda de potencia multicanal con selección automática del rango R&S^®RT-ZVC02A/R&S^®RT-ZVC04A con una alta velocidad de muestreo y visualiza la corriente y el voltaje o incluso la potencia instantánea calculada (en vatios) a lo largo del tiempo.

En la solución se han implementado eventos de disparo de señalización específicos (p. ej., activación LTE, estado conectado, señalización en reposo o registro IMS) que proporcionan detalles adicionales (es decir, más muestras). Estos se visualizan y se indican con correlación de tiempo en el diagrama de consumo de energía. Dicho diagrama está también correlacionado con eventos en el nivel IP mediante análisis del tráfico IP (R&S^®CMW-KM051), lo que indica qué aplicación o flujo IP afecta a la vida útil de la batería de smartphones u otros dispositivos inalámbricos.

La sonda de potencia multicanal con selección automática del rango R&S ^® RT-ZVC02A/R&S^®RT-ZVC04A, junto con el R&S^®CMWrun, permite monitorizar (en escenarios reales) la potencia (corriente y voltaje) consumida por dispositivos IoT o M2M alimentados con sus propias baterías, un adaptador de corriente CA o incluso una conexión USB. Los teléfonos inteligentes utilizan sus propias baterías y no simplemente una batería ficticia. Es posible monitorizar múltiples canales y comparar la potencia consumida por diferentes partes de un módulo. Por ejemplo, comparando en qué medida contribuyen el procesador de la aplicación, la etapa de potencia de RF o incluso los componentes individuales a la potencia total consumida; siempre en un escenario de señalización real. La configuración del R&S®CMWrun para el control del R&S^®CMW500 y la sonda de potencia multicanal con selección automática del rango R&S^®RT‑ZVC02A/R&S^®RT‑ZVC04A cubre todos los requisitos de medidas de potencia de dispositivos IoT, aplicaciones M2M, módulos inalámbricos usados en la industria automotriz, componentes de RF en cualquier escenario ―con y sin señalización― para pruebas de I+D, rendimiento, regresión o aceptación.

Pruebas de duración de la batería con sonda de potencia multicanal con selección automática del rango R&S®RT‑ZVC02A/ R&S®RT-ZVC04A

Las especificaciones más recientes para medidas de duración de la batería exigen no solo la monitorización de la corriente a lo largo del tiempo, sino también del voltaje, incluyendo el cálculo de la potencia instantánea, a altas velocidades de muestreo. Para cumplir estos requisitos debe ser posible medir la potencia que consume un dispositivo partiendo de un caso de uso real, es decir, alimentado con una batería real o desde la interfaz USB o un adaptador de CA.

La sonda de potencia multicanal con selección automática del rango R&S®RT‑ZVC02A/R&S®RT-ZVC04A está diseñada específicamente para estos casos de uso, y ofrece hasta dos (con la R&S®RT-ZVC02A) o cuatro (con la R&S®RT-ZVC04A) canales de voltaje y de corriente.

Cada grupo de medida de potencia se compone de un voltímetro y amperímetro con una resolución A/D de 18 bits y una frecuencia de muestreo de 5 Mmuestras/s. La función integrada de multiplicador, disponible en cada grupo, garantiza la multiplicación sincronizada muestra a muestra de las muestras de corriente y voltaje con una velocidad de 5 Mmuestras/s. Una unidad de decimación interna registra la potencia consumida realizando promedios de 100, 1000 o 10 000 muestras. De este modo se consigue captar picos de consumo muy breves, reduciendo a la vez la velocidad de transferencia de datos a un nivel que permite el procesamiento mediante un PC. Sobre la base de estos datos, el R&S®CMWrun calcula la vida útil de la batería y visualiza en el gráfico de eventos todas las medidas de los grupos de potencia, como corriente, voltaje y potencia instantánea.

El amperímetro de la sonda de potencia multicanal R&S®RT-ZVC02A/R&S®RT-ZVC04A dispone de shunts internos que pueden seleccionarse conforme a los diferentes rangos de medida de interés. La corriente también se puede medir utilizando un shunt externo, configurado y montado directamente en el dispositivo bajo prueba. En este caso, la corriente se calcula a partir de la caída de voltaje en este shunt externo de referencia. El amperímetro interno se convierte en un voltímetro de alta impedancia, con lo que se previenen eficazmente pérdidas en los cables de conexión provocadas por altas corrientes.

También hay disponible un modo de selección automática del rango para medidas de corriente mediante el uso de shunts internos o externos. Gracias al cambio automático de la escala en función de la lectura de corriente, queda asegurada así la máxima precisión en las medidas de corriente. La función de selección automática del rango permite medidas de corriente, voltaje y potencia ininterrumpidas hasta una velocidad de transmisión de 50 kmuestras/s.

Para la conexión al dispositivo bajo prueba, están disponibles diversas opciones de conexión para todas las posibilidades de aplicación, como clavijas de 4 mm, conectores de patillas y patillas de soldadura.

Las medidas de duración de la batería y pruebas de rendimiento IP están disponibles en los siguientes paquetes R&S^®CMWrun para estándares específicos:

• R&S^®CMW-KT053: para WCDMA/HSPA y 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

La opción siguiente es obligatoria:

• R&S^®CMW-KT051: añade servicios E2E, FTP/iPerf y ejecuta el control de la unidad de aplicación de datos (DAU) del R&S^®CMW500, así como el control remoto de la sonda de potencia multicanal con selección automática de rango R&S^®RT‑ZVC02A/R&S^®RT‑ZVC04A

Generalidades del R&S®CMWrun

La herramienta de automatización para la plataforma R&S^®CMW

En la actualidad, R&S^®CMW es la plataforma multiestándar de referencia más popular para medidas en equipos de usuario. La utilizan por igual operadores de red, laboratorios de ensayo, proveedores de teléfonos y fabricantes de chipsets. El software de automatización R&S^®CMWrun cumple todos los requisitos para ejecutar secuencias de pruebas por control remoto en el R&S^®CMW en los sectores de I+D, aseguramiento de la calidad, producción y servicio de equipos inalámbricos actuales y futuros.

El motor del software está basado en la ejecución de pruebas DLL (plug-ins). Esta arquitectura permite una configuración sencilla de las secuencias de prueba sin necesidad de conocimientos específicos de programación en cuanto al control remoto del instrumento. También proporciona total flexibilidad para configurar los parámetros y límites de los elementos de prueba definidos en las opciones de R&S^®CMWrun (específicos de cada estándar).

Intuitiva y fácil de usar

Gracias a la interfaz gráfica de usuario intuitiva, el usuario puede probar con facilidad si los terminales cumplen los protocolos 3GPP en diferentes tecnologías.

Las aplicaciones son muy variadas. Por ejemplo, en tests de experiencia de usuario combinados, se muestra mediante marcadores sincronizados el rendimiento IP y el consumo de corriente en una vista general. Durante el análisis se dispone de marcadores de eventos que permiten al usuario optimizar el rendimiento IP y la duración de la batería. Al final de la prueba se genera un informe claro que contiene límites, resultados de las pruebas y conclusiones. Este informe está disponible en formato csv, txt, xml y pdf.

Características clave

• Solución multitecnológica para todos los estándares admitidos por la familia R&S^®CMW
• Solución lista para su uso para probar escenarios de experiencia de usuario de calidad superior
• Solo una interfaz gráfica de usuario, no se requiere programación ni compilación de códigos
• Creación, parametrización, ejecución y análisis de pruebas en una única herramienta
• Ejecución de scripts de prueba totalmente automatizada en dispositivos bajo prueba (R&S^®CMWrun posee ADB/aplicación Android para iPerf/FTP)
• Aplicación para control remoto SCPI a través de LAN, interfaz GPIB o USB
• Incluye planes de ensayos por muestreo