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普源精电RSA5000实现ZigBee信号占用信道再分配解决方案

发布日期:2024-04-25     作者: 安泰测试     浏览数:   

  ZigBee是一个多个无线数传模块组成的一个无线数传网络平台,每一个ZiqBee网络数传模块类似移动网络的一个基站,在整个网络范围内,它们之间可以进行相互通信。ZigBee具备低功耗、低成本、低速率、近距离、短时延、高容量、高安全、免费频段的特点,常被应用于工业,家庭自动化,遥测遥控,例如灯光自动化控制,传感器的无线数据采集和监控,油田,电力,矿山和物流管理等领域。

  本次客户案例的客户灯光自动化控制失效,需要观察并确定ZigBee信号在2.405GH2~2.485GHz所占信道中的干扰情况,并重新评估信道配置。基于客户的测试场景与实际需求,普源精电为测试提供了测试解决方案。

  客户使用的灯光无线控制器采用的无线通信标准是ZigBee规范,主频信号初始设置在2.434GHz频道位置,实现对运动场照明开关系统控制器进行定制化的定时编程。照明开关系统由管理员使用无线控制器进行远程控制,也可以在无人控制时进行自动定时开关设置。但在系统验收时发现由于ZigBee所占信道中存在干扰,导致无线控制器失效。

普源精电RSA5000实现ZigBee信号占用信道再分配解决方案(图1)

LRIGOL RSA5065频谱分析仪测试照明开关系统

  在实际测试过程中,我们使用了RSA5065频谱分析仪的实时模式。因为环境干扰太严重,存在许多未知瞬时信号或背景干扰源,所以必须启动实时模式。确保所有干扰信号都能一览无余,无处藏身。又因为ZigBee通信规范的频段为2.405GHz至2.485GHz,而RSA5065的最大实时带宽为40MHZ,所以必须进行两级分段监控。2.4GHz至2.44GHz的频谱分布如下图所示:

普源精电RSA5000实现ZigBee信号占用信道再分配解决方案(图2)

2.40GH2-2.44GHz的频谱分布监测状态

  可以看出,环境干扰非常严重,客户最初设置的2.434GHZ主频信号几乎全部被未知信号覆盖,导致了开关控制器的故障。接下来,我们对2.44GHz至2.48GHz频段进行监测。频谱图如下:

普源精电RSA5000实现ZigBee信号占用信道再分配解决方案(图3)

2.44GH2-2.48GHz的频谱分布监测状态

  从图中可以看到,从2.405GHz到2.485GHz的80MHz频段内还有部分区域没有受到环境干扰。最后,在与客户工程师讨论后,在可以设置的26个频道中尝试将其主频重新设置为第25个频道(2.475GHz),照明系统重新被点亮,并稳定运行。

普源精电RSA5000实现ZigBee信号占用信道再分配解决方案(图4)

▲余辉&光谱视图观察跳频信号变化过程

  使用RSA5065实时频谱分析仪进行背景干扰信号监测和信道利用率评估,无疑是一种有效的测试解决方案。一般来说,传统的扫频分析仪(GPSA模式)无法满足其测试的基本要求,其根本原因在于扫描速度慢,死区存在时间过长。无线通信的瞬态跳频信号无法有效显示和评估其信道占用的实际情况,使用几平无盲区(7.95US POI)RSA5065实时频谱分析仪来监测评估无线信号占用信道的状况,可以帮助客户找到问题的根本原因,进而及时提出技术解决方案。

普源精电RSA5000实现ZigBee信号占用信道再分配解决方案(图5)

▲余辉视图同时观察Wlan上行和下行信号图,利用FMT捕获到WLAN信号下隐藏的蓝牙信号

  RSA5000系列实时频谱仪在射频微波的应用领域宽广,特别是在无线通信的应用验证领域。除了本文所针对的2.4GHz Zigbee以外,对于2.4GHz的蓝牙传输、第一代Wifi无线网络布建及可靠度测试,以及5GHz第二代Wifi无线网络物理层验证,均可提供快速信道验证以及频域谱线无缝捕获。***RSA5000亦能支持针对这些无线通信元器件的电气网络分析,尤其是阻抗匹配的信息提供、反射损失,以及插入损失等特定测试参数的根本调适,皆能有效地撷取、分析以及验证,使得相对应的待测产品问题无所遁形。

  RSA5000系列实时频谱分析仪

  RIGOL RSA5000系列实时频谱分析仪,频率范围最大为9KHz至6.5GH2。采用10.1英寸高清电容触摸屏,支持多种手势操作,可轻松实现测量的设置与操作。RSA5000内置Linux系统,支持外接键盘和鼠标操作,USB/LAN等通信接口更加稳定可靠;提供HDMI接口,方便用户进行演示、教学使用。

普源精电RSA5000实现ZigBee信号占用信道再分配解决方案(图6)

  RIGOL RSA5000系列产品标配GPSA、RTSA双模式。GPSA扫频式工作模式,可完成通用的频谱分析仪功能;RTSA实时工作模式,可以实现对瞬变信号的无缝捕获,并通过概率密度谱,光谱等视图完整呈现测量结果,用户还可通过设置频率模板触发方式,精确捕获分析关心的频谱信号。实时频谱分析仪可以完美解决通用扫频式频谱分析仪由设计原理导致扫描速度过慢而引起的不能完整捕获信号、甚至丢失信号的问题。

普源精电RSA5000实现ZigBee信号占用信道再分配解决方案(图7)

  RIGOL RSA5000系列实时频谱分析仪,可实现频谱监测、射频器件分析、带信号测试及EMI预测试等多种测试要求。可广泛应用于企业研发、工厂生产、教育教学等诸多领域。


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