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UWB測試挑戰及解決方案

羅德與施瓦茨中國 ? 來源:羅德與施瓦茨中國 ? 作者:羅德與施瓦茨中國 ? 2022-10-19 11:09 ? 次閱讀
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UWB已經成為下一個無線互連領域的風口,業內企業紛紛入局,想要在這個新興的市場中占據有利位置。伴隨著OEM和ODM客戶部署UWB產品生產,客戶期望相應的測試儀器也已經準備好,并可以滿足他們的生產制造需求。

在上期文章《不一樣的UWB(上)》中,我們為大家科普了UWB的發展歷史、生態建設和技術原理。作為一種射頻技術,UWB相對于4G5G等移動通信技術是相對簡單的,那么它的測試挑戰在哪兒呢?今天,我們詳細聊聊UWB技術的測試需求和解決方案。

UWB測試挑戰

監管要求

最新的IEEE 802.15.4z標準定義了LRP(Low Rate Pulse)和HRP(High Rate Pulse)兩種UWB物理層規范,其中HRP UWB的應用最為廣泛。與其他無線電技術一樣,HRP UWB PHY的關鍵射頻特性必須符合監管機構規定的規范,以確保被測設備 (DUT) 發射的功率不會過大從而可能對相同頻段工作的其他設備造成干擾。

一致性要求

標準 IEEE 802.15.4z-2020和 IEEE 802.15.4-2020規定了發射機和接收機的一致性測試用例,目的是確保UWB產品的最低質量要求和UWB設備之間的互操作性。此外,還需要驗證UWB設備的測距功能,尤其是DUT ToF測量精度。

FiRa PHY認證測試

FiRa認證計劃旨在確保整個生態系統中UWB設備之間實現可互操作、安全準確的測距,并改善用戶體驗。計劃包括PHY層認證、MAC層認證和用于控制被測設備的通用控制接口規范。FiRa UWB物理層測試規范定義了一組基于相關IEEE 802.15.4規范的發射機和接收機測試,例如:數據包格式、功率譜密度模板、載波頻率容差和脈沖時間、基帶脈沖響應、發射信號質量、接收靈敏度、臟數據包測試。

FiRa認證的UWB設備必須滿足 IEEE 802.15.4z-2020和 IEEE 802.15.4-2020中的要求。此外,它們必須符合FiRa技術工作組 (TWG) 制定的技術規范,其中描述了IEEE 802.15.4z-2020和IEEE 802.15.4-2020中的設備特性,定義了測距和AOA精度等性能要求,并對PHY測試模式進行了標準化。

ToF和AoA測量

UWB測距精度應在厘米范圍內。因此,發射/接收天線連接器 (模擬前端) 和數字信號處理塊之間引起的DUT內部時間延遲絕對不能忽視。1ns時間偏差會導致30cm的ToF估算誤差,需要進行校準以減少這種延遲。

羅德與施瓦茨的UWB測試解決方案

UWB技術的特點和部署給測試帶來巨大挑戰。測試設備必須滿足以下要求,才能勝任和完成所有測試任務:

符合超寬帶信道 (500 MHz至1400 MHz) 的分析帶寬

非常低的信號功率,最大為-41.3 dBm/MHz (對高動態范圍的挑戰)

接收機靈敏度在-90 dBm至-110 dBm之間

發射功率和天線延遲是需要校準的關鍵參數

精確的ToF測量

作為耕耘通信測試領域多年的技術專家,羅德與施瓦茨(以下簡稱“R&S公司”)可以提供滿足各種測試要求的UWB測試解決方案。

一體式解決方案

CMP200無線電通信測試儀是一套集成信號發生器和信號分析儀的UWB測試解決方案。CMP200 、 CMsquares和屏蔽室組合 (選型見下圖),可為用于研發和生產的傳導和輻射測試模式提供完整的解決方案。

R&S公司WMT是一項用于自動化芯片組和模塊射頻測試的軟件,是一個理想的UWB測試支持平臺。模塊化的軟件框架針對大批量生產測試和非信令研發應用量身定做,可以靈活地集成到自動化測試環境中。可選的 GUI方便易用并且高度可定制,可用于序列和測試計劃創建。

目前,CMP200和羅德與施瓦茨WMT已支持Decawave/QorvoNXP知名供應商的UWB芯片組,支持的芯片組名單正在穩步增多。

信號發生器和信號分析儀

信號發生器和信號分析儀的組合是UWB研發必不可少的測試解決方案。R&S公司提供一系列具有不同頻率覆蓋和調制帶寬的信號發生器,可滿足各種測試要求,從支持亞千兆赫波段的低成本SMBV100B矢量信號源到支持所有UWB 波段的高端SMW200A矢量信號源。

FSW26信號和頻譜分析儀可以進行全面的UWB信號分析,是信號發生器產品系列的良好補充。它不僅能捕獲和分析信號,還能根據預先錄制的I/Q文件的重放情況進行分析。除了UWB信號分析,FSW26還提供噪聲系數、相位噪聲和放大器測量,因此成為開發和驗證支持UWB的芯片組、調制器和放大器時的理想選擇。

基于示波器的研發測試解決方案

除了研發解決方案外,RTP134/RTP164高性能示波器與VSE 矢量信號探索器軟件的組合也可以作為UWB測試方案部署。

RTP134/RTP164作為寬帶射頻前端,可直接獲取UWB射頻信號,無需進行降頻。VSE對UWB信號進行分析。該解決方案利用了先進的示波器觸發系統,用戶能夠在UWB信號數據包開頭處精確觸發,并以更有效的方式使用可用內存。

審核編輯:湯梓紅

聲明:本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發燒友網立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用,如有內容侵權或者其他違規問題,請聯系本站處理。 舉報投訴
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原文標題:【精選知識講堂】|不一樣的UWB(下)——UWB測試挑戰

文章出處:【微信號:羅德與施瓦茨中國,微信公眾號:羅德與施瓦茨中國】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

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