Подписка на новости

Опрос

Нужно ли ввести комментарии к статьям? Комментировали бы вы?

Реклама

2006 №4

Измерительное оборудование для беспроводных устройств

Сардин Иван


Сочетание самых лучших по техническим характеристикам и функциональным параметрам компонентов и удачной схемы устройства, конечно, является залогом качественного устройства. Однако для того, чтобы довести проект до стадии серийного производства и предложить на рынок, не обойтись без необходимого парка измерительного оборудования. Кроме того, не стоит забывать, что измерительное оборудование требуется на протяжении всего жизненного цикла изделия: на этапе проектирования, отладки, выборочных испытаний, эксплуатации, восстановления и утилизации.

Все-таки, пожалуй, наиболее критичным для парка измерительного оборудования является этап проектирования: именно здесь требуется обеспечить значения всех приведенных в ТЗ характеристик устройства в допустимых пределах, именно на этом этапе не обойтись при оптимизации схемы устройства, обеспечения электромагнитной совместимости без измерительного оборудования. И от самого оборудования зависит, насколько эффективной будет работа и как быстро вы сможете вывести изделие на рынок. Поэтому выбор модели прибора очень важен и должен не только полностью удовлетворять ваши потребности сегодня, но и обеспечивать некоторый запас с учетом стратегических планов на будущее. В ряду электронных приложений область разработки современных беспроводных устройств стоит особняком, что связано с большей сложностью и многочисленностью измерений, которые необходимо провести. Основная причина этого в самой сути беспроводности. И поскольку в качестве физической среды передачи информации используется атмосфера, воздух, то существуют жесткие ограничения по всем радиочастотным параметрам устройства (уровень ВЧ-мощности на выходе передатчика или плотность мощности на антенне, уровень внеполосного излучения и т. п.), накладываемые международными соглашениями. Даже устройства, работающие в так называемом нелицензируемом ISM-диапазоне частот, должны по своим радиочастотным параметрам строго соответствовать довольно узким рамкам, чтобы не выйти в другой класс аппаратуры. Многие могут с этим не согласиться, и сказать, что если при разработке беспроводных устройств использовать модули, то ситуация в корне меняется. С тем, что ситуация меняется, автор не может не согласиться, но категорически возражает, что она меняется в корне. Хотя проектирование и внедрение устройств, содержащих модули, проще, данный факт не отменяет необходимости в проведении измерений. Простой пример: используя встроенную антенну с большим коэффициентом усиления даже с сертифицированным в определенном географическом регионе модулем, вы легко можете выйти за рамки допустимой мощности по ВЧ и тем самым нарушить регламентируемые параметры радиочастотного излучения. Таких примеров можно привести достаточно много, но хотелось бы отметить еще один немаловажный аспект. Любое беспроводное устройство подразумевает некоторое взаимодействие с другим беспроводным устройством — собственно, таким же устройством в случае однорангового соединения или точкой доступа, ретранслятором и другим промежуточным беспроводным устройством. При этом в реальной ситуации зачастую возникают проблемы, приводящие к сложностям либо вызывающие неудовлетворительное функционирование. Решить эти проблемы и избежать неожиданностей также поможет хороший парк специализированного измерительного оборудования.

Как уже говорилось, беспроводные устройства обладают специфическими характеристиками, следовательно, требуют специального измерительного оборудования, но это вовсе не озна чает, что вам не понадобится осциллограф. Ведущие мировые производители измерительного оборудования не могли остаться в стороне от беспроводных технологий и поэтому предлагают, как правило, разнообразное специализированное оборудование. Такие наборы в англоязычной литературе называются Wireless Test Set и представляют собой измерительные комплексы для тестирования беспроводных устройств.

Начать свой рассказ об этом оборудовании автор бы хотел с комплексов компании Agilent Technologies — 8960 и E6601A. Это весьма гибкие решения для проведения повседневных измерительных операций на этапах разработки, производства, восстановления и сервисного обслуживания беспроводных устройств. Комплекс для тестирования беспроводных коммуникационных устройств Agilent 8960 (рис. 1) поддерживает широкий диапазон технологий беспроводной передачи данных, имеет большой функционал и предназначен для моделирования сетевого окружения. Прибор обладает широкими возможностями конфигурирования, что позволяет использовать его на протяжении всего жизненного цикла устройства. Платформа 8960 состоит из беспроводного измерительного набора E5515C и трех дополнительных компонентов (гибкий в настройке параметров эмулятор базовой станции CDMA, вспомогательный источник ВЧ-сигнала, цифровая шина). Таким образом, можно более гибко подойти к выбору необходимых технологий, применяемых на предприятии.

Внешний вид измерительного комплекса Agilent 8960
Рис. 1. Внешний вид измерительного комплекса Agilent 8960

При помощи комплекса 8960 можно измерять параметры устройств, соответствующих следующим стандартам беспроводной передачи данных: CDMA2000, W-CDMA, HSDPA, AMPS/136, IS95, 1xEV-DO, GPRS, EGPRS и GSM. В зависимости от назначения измерительного комплекса пользователю доступны различные приложения. Лабораторные приложения предназначены для инженеров, занимающихся научно-исследовательскими и опытно-конструкторскими работами, разработкой беспроводных устройств. Такие приложения обеспечивают параметрические измерения, эмуляцию базовой станции, ведение лог-файлов всех операций обмена между беспроводными устройствами и измерительным комплексом. Наряду с этим компания Agilent Technologies предлагает программное обеспечение под названием Wireless Protocol Advisor, которое включает различные лабораторные приложения, обеспечивая широкие возможности анализа. Комплекс 8960 совместно с лабораторными приложениями эмулирует сеть с подключением к Интернету (рис. 2). Тестовые приложения предназначены для контроля параметров на этапах производства и восстановления и сервисного обслуживания. Они обеспечивают быстрые и точные параметрические измерения, а также эмуляцию базовой станции для быстрого и надежного тестирования беспроводных устройств. Кстати, комплекс на базе 8960 довольно легко масштабируется: если в будущем вам понадобятся какие-либо дополнительные функции, их без труда можно добавить к системе.

Пример использования измерительного комплекса для проведения измерений на этапе НИОКР
Рис. 2. Пример использования измерительного комплекса для проведения измерений на этапе НИОКР

Другой интересный беспроводной измерительный комплекс компании Agilent Technologies — E6601A — представляет собой систему нового поколения и позволяет снизить стоимость измерительного комплекса для оценки параметров беспроводных устройств (рис. 3).

Внешний вид измерительного комплекса Agilent E6601A
Рис. 3. Внешний вид измерительного комплекса Agilent E6601A

Agilent E6601A — это комплекс для производителей мобильных телефонов и терминалов, основанный на новой платформе. Главной особенностью комплекса является то, что его архитектура базируется на встраиваемом компьютере с операционной системой Windows XP Professional. Теперь инженеры и программисты могут работать в привычной компьютерной среде, используя мышь, клавиатуру и монитор, подключенные к измерительному комплексу. Что немаловажно, теперь можно использовать Windows-совместимые программы и обойтись без адаптации или переписывания исходного кода программ для того, чтобы использовать их на измерительном оборудовании. Вообще, можно сказать, что применение Windows XP значительно упрощает работу с устройством и предоставляет дополнительные возможности, заложенные в эту операционную систему. Как и любой измерительный прибор высокого класса, Agilent E6601A имеет интерфейсы LAN, USB, GPIB.

Интересный, удобный и многофункциональный прибор для тестирования беспроводных устройств предлагает американская компания Boonton. Прибор Boonton 4500B представляет собой мощный инструмент для захвата, отображения и анализа радиочастотных сигналов не только во временной области, но и в статистической (рис. 4). Среди основных приложений можно отметить различные радарные системы, а также приложения TDMA, GSM, устройства, где необходим анализ псевдослучайных шумоподобных сигналов (например, для анализа уст ройств CDMA и WLAN), а также для исследования модулированных, квантованных по времени сигналов, которые используются, в частности, в GSM-EDGE или TD-SCDMA.

Внешний вид и основные возможности измерительного прибора Boonton 4500B
Рис. 4. Внешний вид и основные возможности измерительного прибора Boonton 4500B

Boonton 4500B имеет разрешение по времени 100 пс, ширину полосы пропускания более 35 МГц, гибкие возможности захвата сигналов, динамический диапазон более 60 дБ без необходимости изменения диапазонов. Среди других важных возможностей прибора необходимо отметить непрерывный статистический анализ мощности при скорости до 25 мегавыборок в секунду. Для удобства сохранения данных и передачи проделанных измерений прибор оснащен портом USB. Как и в большинстве других измерительных приборов этого класса, в 4500В предусмотрены и интерфейсы GPIB и LAN. Основ ные технические характеристики измерительного комплекса Boonton 4500B приведены в таблице 1.

Таблица 1. Технические характеристики измерительного комплекса Boonton 4500B
Технические характеристики измерительного комплекса Boonton 4500B

Еще одним инструментом, который автору хотелось бы рассмотреть в этой статье, является измерительная платформа для тестирования аналоговых и цифровых беспроводных устройств — комплекс компании Aeroflex 3900 (рис. 5). Среди принципиальных возможностей платформы следует назвать различные варианты исполнения: для 1 ГГц (комплекс 3901) и 2,7 ГГц (комплекс 3902), дополнительные опции для измерений параметров терминалов TETRA и оборудования базовых станций. Серия 3900 имеет средства, упрощающие измерения параметров приемной части беспроводных устройств, основным из которых является чувствительность приемника. И наконец, весьма полезными могут оказаться режим автоматических измерений (режим, весьма востребованный на этапах сервисного обслуживания и восстановления устройств), управление комплексом при помощи интерфейса GPIB, наличие интерфейсов USB и Ethernet. А крупный цветной графический дисплей отображает большое количество информации. Кроме того, серия для тестирования беспроводных устройств Aeroflex 3900 имеет возможность эмуляции прибора 8920B. Основные технические характеристики измерительного комплекса приведены в таблице 2. Стоит подчеркнуть, что для сокращения объема в таблице приведена лишь малая часть возможностей устройства, не указаны параметры внутреннего AM/FM/SSB-модулятора, генератора звуковых колебаний, измерителя параметров демодулированных аудиосигналов, спектрального анализатора, осциллографа, генератора частот и многие другие.

Внешний вид измерительного комплекса Aeroflex 3900
Рис. 5. Внешний вид измерительного комплекса Aeroflex 3900
Таблица 2. Технические характеристики измерительного комплекса Aeroflex 3900
Технические характеристики измерительного комплекса Aeroflex 3900

Исчерпывающую техническую информацию по прибору можно получить на сайте производителя.

Серия Aeroflex 3900 — это профессиональный измерительный инструмент для тестирования беспроводных цифровых устройств, обладающий возможностью измерения параметров аналоговых беспроводных приборов. Комплекс обеспечивает все виды измерений общего назначения, которые проводятся для оценки параметров устройств с беспроводным интерфейсом. Необходимо отметить, что архитектура измерительного комплекса Aeroflex 3900 является абсолютно новой и разрабатывалась компанией непосредственно для данной платформы. Цифровое исполнение измерительной части позволило добиться сочетания в этом приборе высокой точности измерений и высокой скорости их проведения. Сфера применения прибора весьма широка — можно с достаточной долей уверенности сказать, что он необходим для измерения параметров любых беспроводных устройств.

На этом автор хотел бы закончить небольшой обзор измерительного оборудования, специально предназначенного для тестирования радиоинтерфейсов самых различных устройств. И хотя многие продолжают пользоваться традиционными измерительными средствами общего назначения, такие специализированные комплексы предоставляют намного больше возможностей именно в области измерения параметров беспроводных устройств. Кроме того, они оптимизированы таким образом, чтобы сократить до минимума время, затрачиваемое на соответствующие операции. Как правило, подобные комплексы имеют опции, специфические для конкретного применения: часть опций предназначена для разработчиков беспроводных устройств и включает специальные возможности, востребованные на этом этапе, другая часть опций предусмотрена для проведения операций, специфических на этапах сервисного обслуживания и ремонта беспроводных устройств. Наличие таких опций, как показывает практика, весьма ощутимо повышает производительность.

Литература

  1. www.agilent.com
  2. www.boonton.com
  3. www.aerofl ex.com

Скачать статью в формате PDF  Скачать статью Беспроводные технологии PDF


Другие статьи по данной теме:

Сообщить об ошибке