초광대역 간섭 테스트

소개

UWB(Ultra-wideband, 초광대역) 기술은 단거리 통신과 정밀한 위치 정보를 지원하여 안전한 거리 측정 애플리케이션에 다양한 이점을 제공합니다. 이 기술은 500 MHz 이상의 대역폭을 차지하며 주로 3.1 GHz ~ 10.6 GHz 주파수 대역에서 작동하는 짧은 펄스 형태의 무선 신호를 사용합니다. 실시간 자산 추적 및 내비게이션뿐만 아니라 보안 출입 관리, 비접촉식 모바일 결제와 같은 애플리케이션을 구현하는 기술입니다. 자동차 애플리케이션의 UWB는 CCC(Car Connectivity Consortium)에서 정의한 디지털 키 애플리케이션용으로 최초 도입되었습니다. UWB는 높은 정확도, 신뢰성 및 보안성으로 갖춰 안전한 키리스 엔트리 시스템뿐만 아니라 아동 감지 시스템, 제스처 제어와 같은 다양한 자동차 애플리케이션에 적합합니다.

UWB는 낮은 전송 전력(예: –41.3 dBm (1 MHz))으로 작동하도록 정의되며, 이는 다른 무선 서비스가 사용하는 공유 주파수 대역에서 간섭 없이 효율적으로 작동되기 위한 핵심 요소입니다. 따라서 UWB 애플리케이션, 특히 보안 관련 애플리케이션이 무선 서비스로 인해 중단되는지 여부를 테스트하는 것이 중요합니다. 간섭 신호는 다양한 소스에서 발생할 수 있으며, 가장 일반적인 간섭은 UWB 주파수 대역 내에서 또는 인접 대역에서 작동하는 다른 무선 서비스로 인해 발생합니다. 이러한 간섭은 예를 들어 6 GHz 대역의 Wi-Fi, C-V2x, 미래 셀룰러 네트워크 등에서 발생할 수 있습니다.

목표

개발 및 품질 보증 과정에서 기존 및 미래의 무선 서비스가 UWB 애플리케이션에 미치는 영향을 조사할 필요가 있습니다. 이러한 조사를 실시해야만 보안 관련 UWB 애플리케이션을 장기간 정상 작동하고 간섭 회피를 위한 적절한 대응 조치를 취할 수 있습니다.

로데슈바르즈 솔루션

안전한 거리 측정은 다양한 UWB 애플리케이션에 반드시 필요한 기능입니다. 따라서 UWB 장치와 칩셋을 검증하거나 안테나 교정을 수행할 때에도 정확한 ToF(Time of Flight) 측정이 필요합니다. ToF는 또한 다양한 주파수와 전력 레벨에서 간섭 신호가 존재할 때 ToF를 관찰하는 방식으로 간섭 신호의 영향을 조사할 때 사용할 수 있습니다. 간섭 신호는 약한 UWB 신호의 수신을 심각하게 저하할 수 있습니다.

로데슈바르즈는 정확한 ToF 측정과 수신기 감도 측정을 위해 손쉽게 셋업할 수 있는 테스트 솔루션을 제공합니다. R&S®CMP200 Radio Communication Tester를 R&S®CM-Z310A UWB Remote Radio Head(RF 전력 분배기/결합기 및 다수의 감쇠기 포함)와 함께 사용하면 추가 교정이나 경로 지연 측정 없이 ToF 및 수신기 감도를 측정할 수 있습니다.

간섭 측정은 통제된 환경에서 또는 OTA(over-the-air)로 수행할 수 있습니다. R&S®CMQ200은 UWB OTA 테스트에 최적입니다. 이 제품은 0.3 GHz ~ 14 GHz의 주파수 대역과 80 dB 이상의 차폐 효과를 제공합니다. 챔버는 고객의 테스트 요구사항에 맞게 유연하게 구성할 수 있습니다.

간섭 신호는 R&S®SMM100A와 같은 벡터 신호 발생기를 사용하여 발생합니다. 이 발생기는 100 kHz ~ 44 GHz의 전체 주파수 범위에서 매우 뛰어난 RF 특성을 제공합니다. 또한 기존 무선 표준에서 사용하는 6 Ghz 미만 대역과 5G NR FR1 및 Wi-Fi 7에 정의된 대역에도 대응합니다.

애플리케이션

그림 1은 UWB 간섭 테스트의 테스트 셋업입니다. R&S®SMM100A에서 발생한 간섭 신호를 RF 출력 결합기 RF 전력 결합기를 통해 UWB DUT(피시험 장치)에 공급합니다(위쪽 이미지). R&S®CMQ200 챔버의 안테나를 통해 간섭 신호를 UWB DUT OTA로 공급합니다(아래쪽 이미지). ToF 및 수신기 감도 측정을 위해 R&S®CM-Z310A UWB Remote Radio Head를 R&S®CMP200 Radio Communication Tester에 연결합니다. 두 가지 측정 모두 R&S®WMT Wireless Manufacturing Test Tool과 여기에 탑재된 UWB PHY 테스트 제품을 사용하여 수행하며, 전체 과정을 외부 PC에서 제어합니다.

R&S®WMT 툴은 5G NR, Wi-Fi, Bluetooth®, UWB(UWB TX, RX, ToF, AoA 테스트 포함)의 칩셋 및 모듈 RF 테스트를 위한 Python 기반 소프트웨어 솔루션입니다. 대량 생산 테스트 및 완전 자동화된 R&D 애플리케이션을 위해 맞춤 설계된 솔루션입니다. R&S®WMT는 또한 제어 인터페이스(COM 포트)를 통해 표준 FiRa UCI 명령 통신을 사용하여 DUT를 제어합니다.

ToF 또는 수신기 감도 측정 중에는 간섭 신호가 전력 결합기를 통해 전도되거나 특정 주파수 및 가변 전력 레벨에서 안테나를 통해 OTA로 추가됩니다. 간섭 신호가 DUT에 미치는 영향을 테스트할 경우 간섭 신호 레벨을 특정 값으로 높입니다.

테스트 담당자는 ToF 값이 변하는지 또는 간섭 신호로 인해 ToF 측정이 불가능한지 여부를 관찰할 수도 있습니다. 그림 2는 다양한 신호 대역폭(6.245 MHz에서 20 MHz 및 320 MHz)의 Wi-Fi 신호가 있는 상태에서 CH5(6489.6 MHz)의 UWB 수신기 감도를 측정한 결과를 보여줍니다.

요약

로데슈바르즈의 포괄적인 테스트 솔루션으로 신뢰할 수 있고 안전하게 UWB 애플리케이션을 진행하십시오. 이를 통해 정확한 ToF 측정, 간섭 테스트를 수행하고 UWB 장치 및 칩셋 인증으로 장기간 정상 작동을 보장할 수 있습니다.

Bluetooth® 워드 마크와 로고는 Bluetooth SIG, Inc.의 등록 상표이며, 로데슈바르즈는 라이선스 하에 해당 마크를 사용하고 있습니다.