普源精電RSA5000實現(xiàn)ZigBee信號占用信道再分配解決方案
ZigBee是一個多個無線數(shù)傳模塊組成的一個無線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)平臺，每一個ZiqBee網(wǎng)絡(luò)數(shù)傳模塊類似移動網(wǎng)絡(luò)的一個基站，在整個網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)，它們之間可以進行相互通信。ZigBee具備低功耗、低成本、低速率、近距離、短時延、高容量、高安全、免費頻段的特點，常被應(yīng)用于工業(yè)，家庭自動化，遙測遙控，例如燈光自動化控制，傳感器的無線數(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化控制失效，需要觀察并確定ZigBee信號在2.405GH2~2.485GHz所占信道中的干擾情況，并重新評估信道配置。基于客戶的測試場景與實際需求，普源精電為測試提供了測試解決方案。
客戶使用的燈光無線控制器采用的無線通信標(biāo)準是ZigBee規(guī)范，主頻信號初始設(shè)置在2.434GHz頻道位置，實現(xiàn)對運動場照明開關(guān)系統(tǒng)控制器進行定制化的定時編程。照明開關(guān)系統(tǒng)由管理員使用無線控制器進行遠程控制，也可以在無人控制時進行自動定時開關(guān)設(shè)置。但在系統(tǒng)驗收時發(fā)現(xiàn)由于ZigBee所占信道中存在干擾，導(dǎo)致無線控制器失效。
LRIGOL RSA5065頻譜分析儀測試照明開關(guān)系統(tǒng)
在實際測試過程中，我們使用了RSA5065頻譜分析儀的實時模式。因為環(huán)境干擾太嚴重，存在許多未知瞬時信號或背景干擾源，所以必須啟動實時模式。確保所有干擾信號都能一覽無余，無處藏身。又因為ZigBee通信規(guī)范的頻段為2.405GHz至2.485GHz，而RSA5065的最大實時帶寬為40MHZ，所以必須進行兩級分段監(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)測狀態(tài)
可以看出，環(huán)境干擾非常嚴重，客戶最初設(shè)置的2.434GHZ主頻信號幾乎全部被未知信號覆蓋，導(dǎo)致了開關(guān)控制器的故障。接下來，我們對2.44GHz至2.48GHz頻段進行監(jiān)測。頻譜圖如下:
2.44GH2-2.48GHz的頻譜分布監(jiān)測狀態(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個頻道中嘗試將其主頻重新設(shè)置為第25個頻道(2.475GHz)，照明系統(tǒng)重新被點亮，并穩(wěn)定運行。
▲余輝&光譜視圖觀察跳頻信號變化過程
使用RSA5065實時頻譜分析儀進行背景干擾信號監(jiān)測和信道利用率評估，無疑是一種有效的測試解決方案。一般來說，傳統(tǒng)的掃頻分析儀(GPSA模式)無法滿足其測試的基本要求，其根本原因在于掃描速度慢，死區(qū)存在時間過長。無線通信的瞬態(tài)跳頻信號無法有效顯示和評估其信道占用的實際情況，使用幾平無盲區(qū)(7.95US POI)RSA5065實時頻譜分析儀來監(jiān)測評估無線信號占用信道的狀況，可以幫助客戶找到問題的根本原因，進而及時提出技術(shù)解決方案。
▲余輝視圖同時觀察Wlan上行和下行信號圖,利用FMT捕獲到WLAN信號下隱藏的藍牙信號
RSA5000系列實時頻譜儀在射頻微波的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)拸V，特別是在無線通信的應(yīng)用驗證領(lǐng)域。除了本文所針對的2.4GHz Zigbee以外，對于2.4GHz的藍牙傳輸、第一代Wifi無線網(wǎng)絡(luò)布建及可靠度測試，以及5GHz第二代Wifi無線網(wǎng)絡(luò)物理層驗證，均可提供快速信道驗證以及頻域譜線無縫捕獲。此外，RSA5000亦能支持針對這些無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試參數(shù)的根本調(diào)適，皆能有效地擷取、分析以及驗證，使得相對應(yīng)的待測產(chǎn)品問題無所遁形。
RSA5000系列實時頻譜分析儀
RIGOL RSA5000系列實時頻譜分析儀，頻率范圍最大為9KHz至6.5GH2。采用10.1英寸高清電容觸摸屏，支持多種手勢操作，可輕松實現(xiàn)測量的設(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實時工作模式，可以實現(xiàn)對瞬變信號的無縫捕獲，并通過概率密度譜，光譜等視圖完整呈現(xiàn)測量結(jié)果，用戶還可通過設(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。實時頻譜分析儀可以完美解決通用掃頻式頻譜分析儀由設(shè)計原理導(dǎo)致掃描速度過慢而引起的不能完整捕獲信號、甚至丟失信號的問題。
RIGOL RSA5000系列實時頻譜分析儀，可實現(xiàn)頻譜監(jiān)測、射頻器件分析、帶信號測試及EMI預(yù)測試等多種測試要求。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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