普源精電RSA5000實(shí)現(xiàn)ZigBee信號(hào)占用信道再分配解決方案
ZigBee是一個(gè)多個(gè)無(wú)線數(shù)傳模塊組成的一個(gè)無(wú)線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，每一個(gè)ZiqBee網(wǎng)絡(luò)數(shù)傳模塊類似移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)基站，在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)，它們之間可以進(jìn)行相互通信。ZigBee具備低功耗、低成本、低速率、近距離、短時(shí)延、高容量、高安全、免費(fèi)頻段的特點(diǎn)，常被應(yīng)用于工業(yè)，家庭自動(dòng)化，遙測(cè)遙控，例如燈光自動(dòng)化控制，傳感器的無(wú)線數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，油田，電力，礦山和物流管理等領(lǐng)域。
本次客戶案例的客戶燈光自動(dòng)化控制失效，需要觀察并確定ZigBee信號(hào)在2.405GH2~2.485GHz所占信道中的干擾情況，并重新評(píng)估信道配置。基于客戶的測(cè)試場(chǎng)景與實(shí)際需求，普源精電為測(cè)試提供了測(cè)試解決方案。
客戶使用的燈光無(wú)線控制器采用的無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)是ZigBee規(guī)范，主頻信號(hào)初始設(shè)置在2.434GHz頻道位置，實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)場(chǎng)照明開關(guān)系統(tǒng)控制器進(jìn)行定制化的定時(shí)編程。照明開關(guān)系統(tǒng)由管理員使用無(wú)線控制器進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，也可以在無(wú)人控制時(shí)進(jìn)行自動(dòng)定時(shí)開關(guān)設(shè)置。但在系統(tǒng)驗(yàn)收時(shí)發(fā)現(xiàn)由于ZigBee所占信道中存在干擾，導(dǎo)致無(wú)線控制器失效。
LRIGOL RSA5065頻譜分析儀測(cè)試照明開關(guān)系統(tǒng)
在實(shí)際測(cè)試過(guò)程中，我們使用了RSA5065頻譜分析儀的實(shí)時(shí)模式。因?yàn)榄h(huán)境干擾太嚴(yán)重，存在許多未知瞬時(shí)信號(hào)或背景干擾源，所以必須啟動(dòng)實(shí)時(shí)模式。確保所有干擾信號(hào)都能一覽無(wú)余，無(wú)處藏身。又因?yàn)閆igBee通信規(guī)范的頻段為2.405GHz至2.485GHz，而RSA5065的最大實(shí)時(shí)帶寬為40MHZ，所以必須進(jìn)行兩級(jí)分段監(jiān)控。2.4GHz至2.44GHz的頻譜分布如下圖所示:
2.40GH2-2.44GHz的頻譜分布監(jiān)測(cè)狀態(tài)
可以看出，環(huán)境干擾非常嚴(yán)重，客戶最初設(shè)置的2.434GHZ主頻信號(hào)幾乎全部被未知信號(hào)覆蓋，導(dǎo)致了開關(guān)控制器的故障。接下來(lái)，我們對(duì)2.44GHz至2.48GHz頻段進(jìn)行監(jiān)測(cè)。頻譜圖如下:
2.44GH2-2.48GHz的頻譜分布監(jiān)測(cè)狀態(tài)
從圖中可以看到，從2.405GHz到2.485GHz的80MHz頻段內(nèi)還有部分區(qū)域沒(méi)有受到環(huán)境干擾。最后，在與客戶工程師討論后，在可以設(shè)置的26個(gè)頻道中嘗試將其主頻重新設(shè)置為第25個(gè)頻道(2.475GHz)，照明系統(tǒng)重新被點(diǎn)亮，并穩(wěn)定運(yùn)行。
▲余輝&光譜視圖觀察跳頻信號(hào)變化過(guò)程
使用RSA5065實(shí)時(shí)頻譜分析儀進(jìn)行背景干擾信號(hào)監(jiān)測(cè)和信道利用率評(píng)估，無(wú)疑是一種有效的測(cè)試解決方案。一般來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)的掃頻分析儀(GPSA模式)無(wú)法滿足其測(cè)試的基本要求，其根本原因在于掃描速度慢，死區(qū)存在時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。無(wú)線通信的瞬態(tài)跳頻信號(hào)無(wú)法有效顯示和評(píng)估其信道占用的實(shí)際情況，使用幾平無(wú)盲區(qū)(7.95US POI)RSA5065實(shí)時(shí)頻譜分析儀來(lái)監(jiān)測(cè)評(píng)估無(wú)線信號(hào)占用信道的狀況，可以幫助客戶找到問(wèn)題的根本原因，進(jìn)而及時(shí)提出技術(shù)解決方案。
▲余輝視圖同時(shí)觀察Wlan上行和下行信號(hào)圖,利用FMT捕獲到WLAN信號(hào)下隱藏的藍(lán)牙信號(hào)
RSA5000系列實(shí)時(shí)頻譜儀在射頻微波的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)拸V，特別是在無(wú)線通信的應(yīng)用驗(yàn)證領(lǐng)域。除了本文所針對(duì)的2.4GHz Zigbee以外，對(duì)于2.4GHz的藍(lán)牙傳輸、第一代Wifi無(wú)線網(wǎng)絡(luò)布建及可靠度測(cè)試，以及5GHz第二代Wifi無(wú)線網(wǎng)絡(luò)物理層驗(yàn)證，均可提供快速信道驗(yàn)證以及頻域譜線無(wú)縫捕獲。此外，RSA5000亦能支持針對(duì)這些無(wú)線通信元器件的電氣網(wǎng)絡(luò)分析，尤其是阻抗匹配的信息提供、反射損失，以及插入損失等特定測(cè)試參數(shù)的根本調(diào)適，皆能有效地?cái)X取、分析以及驗(yàn)證，使得相對(duì)應(yīng)的待測(cè)產(chǎn)品問(wèn)題無(wú)所遁形。
RSA5000系列實(shí)時(shí)頻譜分析儀
RIGOL RSA5000系列實(shí)時(shí)頻譜分析儀，頻率范圍最大為9KHz至6.5GH2。采用10.1英寸高清電容觸摸屏，支持多種手勢(shì)操作，可輕松實(shí)現(xiàn)測(cè)量的設(shè)置與操作。RSA5000內(nèi)置Linux系統(tǒng)，支持外接鍵盤和鼠標(biāo)操作，USB/LAN等通信接口更加穩(wěn)定可靠;提供HDMI接口，方便用戶進(jìn)行演示、教學(xué)使用。
RIGOL RSA5000系列產(chǎn)品標(biāo)配GPSA、RTSA雙模式。GPSA掃頻式工作模式，可完成通用的頻譜分析儀功能;RTSA實(shí)時(shí)工作模式，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)瞬變信號(hào)的無(wú)縫捕獲，并通過(guò)概率密度譜，光譜等視圖完整呈現(xiàn)測(cè)量結(jié)果，用戶還可通過(guò)設(shè)置頻率模板觸發(fā)方式，精確捕獲分析關(guān)心的頻譜信號(hào)。實(shí)時(shí)頻譜分析儀可以完美解決通用掃頻式頻譜分析儀由設(shè)計(jì)原理導(dǎo)致掃描速度過(guò)慢而引起的不能完整捕獲信號(hào)、甚至丟失信號(hào)的問(wèn)題。
RIGOL RSA5000系列實(shí)時(shí)頻譜分析儀，可實(shí)現(xiàn)頻譜監(jiān)測(cè)、射頻器件分析、帶信號(hào)測(cè)試及EMI預(yù)測(cè)試等多種測(cè)試要求。可廣泛應(yīng)用于企業(yè)研發(fā)、工廠生產(chǎn)、教育教學(xué)等諸多領(lǐng)域。
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