Test d'interférences à bande ultra large

Introduction

La technologie à bande ultra large (UWB) permet un positionnement précis et des communications sur de courtes distances, offrant de nombreux avantages pour les applications de télémétrie sécurisées. Cette technologie utilise de courts bursts d'impulsions radio occupant une bande passante de plus de 500 MHz et fonctionnant dans le spectre fréquentiel, généralement dans la gamme 3,1 GHz à 10,6 GHz. Elle permet des applications telles que la navigation et le suivi des actifs, ainsi qu'un contrôle d'accès sécurisé et le paiement mobile sans contact. Dans le contexte des applications automobiles, l'UWB a été la première a être introduite pour des applications de clés numériques comme défini par le CCC (Car Connectivity Consortium). Avec sa précision, sa fiabilité et sa sécurité élevées, l'UWB s’est bien adaptée à la gamme d'applications automobile, au-delà des systèmes de déverrouillage sans clé sécurisés, comme dans les systèmes de détection de présence d'enfants et le contrôle de la gestuelle.

L'UWB est défini par une faible puissance de transmission, par exemple –41,3 dBm (1 MHz), qui permet un fonctionnement dans des bandes de fréquence également utilisées par d'autres services radio. Il est par conséquent essentiel de tester si les applications UWB – en particulier, les applications concernant la sécurité – seront perturbées par les services radio. Des signaux d'interférences peuvent provenir de différentes sources, l'une des plus courantes étant les interférences causées par d'autres services radio fonctionnant dans ou juste à côté de la bande de fréquence UWB. Les sources potentielles de telles interférences incluent le Wi-Fi fonctionnant dans la bande 6 GHz, le C-V2x et les futurs réseaux cellulaires.

Votre tâche

Au cours du développement et du contrôle qualité, il est nécessaire d'analyser l'impact des services radio existants et futurs sur les applications UWB. C'est la seule manière de s'assurer que les applications UWB concernant la sécurité fonctionnent correctement sur le long terme et prendre les contre-mesures appropriées pour éviter les interférences.

Solution Rohde & Schwarz

Des mesures sécurisées de distance sont essentielles pour diverses applications UWB. Par conséquent, des mesures exactes de temps de vol (ToF) sont nécessaires lors de la validation d'appareils et de puces UWB, ainsi que pour la calibration d'antennes. De plus, les ToF peuvent être utilisés pour analyser l'influence des signaux d'interférences en observant le ToF en présence d'un signal d'interférence à différentes fréquences et niveaux de puissance. Les signaux d'interférences peuvent dégrader de manière importante la réception des faibles signaux UWB.

Pour des mesures de ToF et de sensibilité du récepteur précises, Rohde & Schwarz propose une solution de test facile à configurer. Le testeur de communications radio R&S®CMP200 utilisé en association avec la tête radio à distance UWB R&S®CM-Z310A, incluant un combineur / séparateur de puissance RF et une sélection d'atténuateurs rendant possible des mesures de sensibilité de récepteur et de ToF sans avoir besoin d'une calibration ou de mesures de délai de trajet supplémentaires.

Les mesures d'interférences peuvent être menées dans un environnement contrôlé ou sans fil (OTA). Le R&S®CMQ200 est idéal pour le test UWB sans fil. Il propose une gamme de fréquence de 0,3 GHz à 14 GHz et une efficacité de blindage sur 80 dB. La chambre peut être configurée de manière flexible afin de répondre aux besoins de test du client.

Afin de générer un signal d'interférence, un générateur de signaux vectoriels tel que le R&S®SMM100A est utilisé. Ce générateur fournit des caractéristiques RF remarquables sur la gamme de fréquence entière de 100 kHz à 44 GHz. Il couvre également les bandes inférieures à 6 GHz utilisées dans les normes sans fil existantes, ainsi que dans les bandes nouvellement définies pour la 5G NR FR1 et le Wi-Fi 7.

Application

La Fig. 1 illustre la configuration de test pour un test d'interférences UWB. Le signal d'interférence généré par le R&S®SMM100A est présenté au dispositif sous test UWB via un combineur de puissance RF (image du haut). L'interférence est présentée au DUT UWB sans fil via une antenne dans la chambre R&S®CMQ200 (image du bas). Pour les mesures de ToF et de sensibilité du récepteur, la tête radio à distance UWB R&S®CM-Z310A est connectée au testeur de communications radio R&S®CMP200. Les deux mesures sont effectuées en utilisant l'outil de test sans fil R&S®WMT et sa suite de test PHY UWB intégrée, contrôlée par un PC externe.

L'outil R&S®WMT est une solution logicielle basée sur Python pour le test de puces et modules RF des technologies 5G NR, Wi-Fi, Bluetooth® et UWB (incluant les tests UWB TX, RX, ToF et AoA). Il est adapté aux tests de production gros volumes et aux applications R&D entièrement automatisées. De plus, le R&S®WMT commande le DUT en utilisant les communications de commandes standards FiRa UCI à l'aide de l'interface de commande (port COM).

Au cours des mesures de ToF ou de sensibilité du récepteur, un signal d'interférence est ajouté, soit de manière conduite via le coupleur de puissance, soit sans fil à l'aide d'une antenne aux fréquences spécifiques et aux niveaux de puissance variables. Afin de tester l'influence de l'interférence sur le DUT, le niveau du signal d'interférence est augmenté jusqu'à une valeur spécifiée.

Les testeurs peuvent également observer si la valeur ToF change ou si la mesure de ToF est impossible à cause de l'interférence. La Fig. 2 illustre le résultat de la mesure de la sensibilité du récepteur UWB sur CH5 (6489,6 MHz) en présence d'un signal Wi-Fi avec différentes bandes passantes de signal (20 MHz et 320 MHz à 6,245 MHz).

Conclusion

S'assurer des applications UWB fiables et sécurisées avec la solution de test complète Rohde & Schwarz. Elle permet des mesures précises de ToF, un test d'interférence et une certification des appareils et puces UWB pour une fonctionnalité sur le long terme.

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