通过阻塞测试验证射频设备的性能

通过阻塞测试验证射频设备的性能

阻塞测试能揭示哪些问题?

使用无线连接解决方案的设备、机器、系统和车辆与日俱增,因此会产生干扰信号,进而对全新 Wi-Fi 模块带来了巨大挑战。无线接收机在干扰信号环境中接收有用信号的性能可通过阻塞特性予以表示。这些特性会显著影响接收机的灵敏度,因此也被称为脱敏性能。因此,阻塞测试对于测定接收机是否正常工作至关重要。

在阻塞测试中,有用信号链路维持在特定功率电平和频率。信号发生器可产生干扰信号,因此被测设备可在输入端同时查看有用信号和干扰信号。

根据无线电设备指令第 3.2 条,大多数欧洲标准都引入了阻塞测试。即使在小频率偏移条件下存在强干扰信号,稳健的接收机也可以处理通信链路,并维持较高的性能水平。

欧洲标准相关问题

如要了解无线电设备的重要合规要求,可以从当前的欧洲标准开始着手。但是,查看不同欧洲标准中的阻塞测试要求,可以发现这些测试并未遵循统一指南。例如,2.4 GHz ISM 频段中的阻塞测试相当简单,没有深入测试接收机的稳健性。该测试中使用的无用信号电平保持不变,这意味着该测试过于简单,且偏离实际场景,因此无显著用处。

虽然大多数欧洲标准不要求使用不同类型的无用信号,但也存在例外情况。适用于 DVB-T 和 DVB-T2 广播接收机的 EN 303 340 Ver. 1.1.2. 标准便是如此。该标准使用不同的干扰信号类型,包括模拟满载的 LTE 基站信号。因此,即使某模块通过了使用欧洲设置参数的测试,并可能获得 CE 认证标志,但仍难以根据给定要求准确评估该模块的实际合规程度。罗德与施瓦茨开发出特殊方式来自定义测试,并确保 Wi-Fi 模块适用于预期应用环境中的预期用例。

自定义阻塞测试
自定义阻塞测试

如何设置和运行自定义阻塞测试

要监测干扰信号的影响,简单的方式就是在被测设备可反馈误包率和吞吐量降低等情况时查看此类参数。如果应用恒定的性能参数阈值,那么自定义阻塞测试的任务就是在有用信号的不同频率偏移条件下查找对应的干扰信号电平。在干扰信号的电平与频率偏移图中,小偏移处出现陡峭斜坡,则表示接收机性能强大。

针对 5 GHz Wi-Fi 模块的欧洲标准与针对 2.4 GHz Wi-Fi 模块的欧洲标准规定了相似的阻塞测试。阻塞信号的电平可以如“自定义阻塞测试”图所示逐步增加。调整无用信号的电平,直至接收机达到特定的性能阈值。

自定义阻塞测试有助于根据性能区分不同的 Wi-Fi 模块(参见“性能限制”图)。与欧洲标准中规定的典型阻塞测试相比,自定义阻塞测试还可以创建测试场景以更好地估计实际的射频环境。虽然大多数欧洲标准都要求进行基础阻塞测试,但恰当的自定义阻塞测试可以验证接收机针对无用信号的稳健性。此类自定义阻塞测试甚至可以查看系统内干扰。

阻塞测试质量可以通过选择干扰信号类型进行进一步增强。相较于提供标准连续波信号,提供加性高斯白噪声 (AWGN) 等噪声信号或正交频分复用信号 (OFDM) 等调制信号可以获得更加精确的性能结果。

自定义阻塞测试获得的性能限制
自定义阻塞测试获得的性能限制

总结

在无线共存方面,CE 认证标志代表接收机功能的最低稳健性。由于少部分欧洲标准不符合实际条件,因此需要更加可靠的测试场景。因此,可以结合使用不同方法(例如整合基于 RED/ETSI 的标准和其他标准),并融合从经验中获得的观察结果。

这样将可以更加准确地了解射频接收机的稳健性。这种解决方案可以自定义阻塞测试,确保详细阐明频率位置、电平、带宽、操作条件和信号类型等参数。

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