Siete pronti a connettervi a Sigfox?

Attività da eseguire

Sigfox è una delle più importanti tecnologie utilizzate per realizzare reti geografiche a bassa potenza (LPWAN) che raccolgono dati dai sensori. Richiede solo una piccola capacità per trasmettere dati nella direzione uplink. Sigfox è una tecnologia a banda ultra stretta (UNB) che, assieme al salto di frequenza (frequency hopping) e alla ripetizione dei frame, la rende estremamente resiliente alle interferenze.

Per ottenere livelli ottimali di prestazioni e interoperabilità, si consiglia di verificare alcuni dei parametri essenziali RF in laboratorio prima di richiedere la certificazione Sigfox e la certificazione della conformità alle normative. Ciò consente di risparmiare tempo e denaro e contribuisce a garantire la migliore esperienza ai clienti. Le misure tipiche necessarie comprendono la potenza di trasmissione e la deriva della frequenza e dello spettro occupato, oltre alla sensibilità del ricevitore.

Soluzione Rohde & Schwarz

Le soluzioni di test compatte Rohde & Schwarz supportano tutti i principali standard delle comunicazioni wireless. La configurazione di prova necessaria per effettuare efficientemente i test RF sui dispositivi Sigfox tipicamente è composta dall’analizzatore di spettro R&S®FPL1003, dal generatore di segnali vettoriali R&S®SMBV100B e da uno strumento software in grado di controllare il dispositivo in prova (DUT) utilizzando la libreria di test Sigfox sul DUT. Un ulteriore software sequenziatore consente l’esecuzione automatica di tutte le sequenze di test.

Misure sul trasmettitore

Per eseguire le misure di spettro, va inviato periodicamente un trigger al DUT Sigfox tramite uno strumento software. Il DUT risponde a ciascun trigger inviato con tre frame sequenziali a tre frequenze diverse. È più comodo utilizzare la modalità di test del DUT supportata dalla libreria Sigfox. Ciò consente, ad esempio, l’invio periodico di frame di test su un canale dedicato.

Uno spettrogramma (come mostrato nel diagramma alla pagina successiva) visualizza i risultati del test, fornendo informazioni nel dominio della frequenza, del tempo e della potenza. Utilizzando la lettura del marcatore e della posizione orizzontale si può determinare la potenza e la frequenza di trasmissione per ciascun frame. La posizione verticale di ciascun blocco mostra le relazioni temporali dei frame Sigfox trasmessi. Le variazioni di colore sullo spettrogramma identificano i frame del salto di frequenza e la potenza irradiata di ciascun frame trasmesso.

A seconda dei requisiti delle normative regionali, un dispositivo Sigfox deve trasmettere entro una maschera dello spettro predefinita. È facile eseguire tali test impostando linee limite personalizzate sull’analizzatore di spettro R&S®FPL1003.

Gli errori di fase e di frequenza sono altri parametri chiave per un trasmettitore Sigfox. Il software esploratore di segnali vettoriali R&S®VSE demodula il segnale Sigfox e analizza i parametri rilevanti quali l’errore di fase e l’errore di frequenza della portante. A tal fine, il software R&S®VSE funzionante su un PC standard cattura i dati I/Q dal R&S®FPL1003 connesso per la demodulazione.

Misure sul ricevitore

Per le comunicazioni nella direzione downlink, lo standard Sigfox prevede la modulazione 2GFSK. In generale, è possibile comunicare con il dispositivo solo durante i brevi periodi di tempo in cui il dispositivo stesso attiva il ricevitore, ad esempio dopo aver inviato un messaggio alla rete.

Per soddisfare i requisiti di copertura estremi, Sigfox specifica una sensibilità del ricevitore di meno di –126 dBm per il dispositivo. Per misurare la sensibilità del ricevitore, il generatore R&S®SMBV100B invia un determinato numero di messaggi di test Sigfox a una potenza di uscita definita, ad es. di –125 dBm utilizzando le sue capacità integrate di generazione di segnali in banda base in tempo reale. Il programma di test operante sul dispositivo supporta la determinazione del tasso di errori del pacchetto. Per soddisfare i requisiti Sigfox, il dispositivo deve ricevere con successo almeno 900 frame su 1000 (PER ≤ 10%) a un livello di potenza di –126 dBm.

Riassunto

Le prestazioni RF di un dispositivo IoT che utilizza la tecnologia LPWAN come Sigfox sono critiche per ottenere la certificazione richiesta. Hanno anche un forte impatto sull’affidabilità delle soluzioni IoT. È altamente consigliato verificare e ottimizzare le prestazioni RF di un dispositivo Sigfox durante la fase di progettazione. Le misure sono semplici e facili da ottenere con gli analizzatori di spettro e segnali e con i generatori di segnali standard Rohde & Schwarz. Il supporto di tutti i principali standard di comunicazioni wireless e la possibilità di aggiornamento rendono tali strumenti di test un investimento pronto per il futuro.