普源矢量源在醫(yī)療接收模塊測試中的信號仿真應用
智能健康監(jiān)測行業(yè)是近年來快速發(fā)展的一個領域，它結合了傳感技術、移動互聯(lián)網和人工智能等先進技術，為個人提供了更全面、便捷的健康監(jiān)測和管理方案，智能健康監(jiān)測設備的種類和功能日益豐富，這些設備可以實時監(jiān)測個人的生理指標，并將數據傳輸到手機或云端平臺進行分析、監(jiān)護管理。
接收模塊性能測試
接收模塊性能測試主要包括接收機靈敏度、誤碼率、解調性能等測試，而接收模塊誤碼率是其中重要評估指標之一，它是指接收到的信號中出現比特錯誤的比率，它用于評估數字通信系統(tǒng)中接收模塊的性能和穩(wěn)定性，在這類測試中其誤碼率指標往往可以直接借助上位機軟件直接得出，而在這之前最重要的是需要射頻源，進行信號仿真來完成這方面的測試。
▲健康監(jiān)測設備
測試挑戰(zhàn)
無線醫(yī)療遙測服務如無線患者監(jiān)護設備的數據傳輸采用無線通信的方式進行，頻段主要分布在608-614MHz、1395-1400MHz和1427-1432MHz，整個系統(tǒng)包括了傳感、信號處理、數據發(fā)射和接收等環(huán)節(jié)，其中數據傳輸會根據應用場景不同而選擇不同的調制方式，包括FSK、GFSK、QAM等，接收端的性能評估，需要數字調制信號直接送到接收端，接收模塊對數據解調后上傳至上位機軟件，軟件給出誤碼率、頻率、功率等信息，無線監(jiān)護設備的誤碼率要求在10e-6，靈敏度一般在-85dBm至-95dBm，本案例采用的是608.22MHz的FSK調制方式，而對于整個測試過程遇到的難點主要是以下幾個方面：?自定義數據：自定義比特流，編輯數據源仿真實際數據信息?連續(xù)測試、單次測試，模擬數據長時間傳輸及可控突發(fā)傳輸情況可靠性?準確評估接收機性能，對于調制信號的信號質量要求較高，避免儀器誤差帶來的設備性能影響?系統(tǒng)自動測試，快速切換多種自定義數據源適配不同類型設備
解決方案
為了應對以上測試難點，RIGOL推出的DSG3000B-IQ系列射頻信號源頻率范圍為9 kHz至6.5 GHz，覆蓋無線醫(yī)療遙測服務的主要頻段。
使用RIGOL提供的IQ Station軟件可控制矢量源生成數字調制信號，并可添加定量噪聲模擬真實環(huán)境評估接收機性能。
▲接收模塊測試結構圖
無線醫(yī)療監(jiān)測設備常用的包括FSK、PSK、QAM、FM等格式的調制方式，主要頻率段分布在2GHz以下，本案例醫(yī)療設備采用的是FSK的調制，頻段608.66MHz，速率433.33KHz，頻偏500KHz，RIGOL的DSG3065B-IQ，其調制帶寬可達60MHz，完全滿足無線醫(yī)療設備所需的數據傳輸速率，下圖為使用RIGOL提供的軟件實現參數配置：
▲調制類型配置界面
1.誤碼分析：自定義已知數據源接收模塊的誤碼測試可通過上位機分析解調數據實現，這就需要工程師定義已知數據流來供軟件分析對比，RIGOL提供的上位機軟件可編輯各類調制信號波表，其中數據源具備多種選擇方式，包括全0、全1、PRBS、自定義的datalist，支持工程師自由編輯數據源信息，模擬真實已知傳輸數據。
▲自定義比特流（一）
▲自定義比特流（二）
2.連續(xù)、突發(fā)數據傳輸DSG3000B-IQ支持數據源單次播放和多次播放方式，以實現接收連續(xù)接收和突發(fā)接收測試，觸發(fā)方式可選自動觸發(fā)、外部觸發(fā)、按鍵觸發(fā)和總線觸發(fā)，支持連續(xù)輸出模式，其中單次觸發(fā)模式可設置點數、段數輸出。
▲自動觸發(fā)和單次觸發(fā)設置（一）
▲自動觸發(fā)和單次觸發(fā)設置（二）
3.接收模塊壓力測試，真實性能評估準確評估接收模塊的接收靈敏度及誤碼性能，對于射頻源產生的測試信號要求較高，自身噪聲及信號質量如EVM、鄰道功率比（ACPR）等性能，靈敏度要求為-85dBm至-95dBm，DSG3000BIQ內部調制EVM＜2%rms，ACPR≥70dB，-110dBm~+20dBm的功率輸出范圍，足夠覆蓋靈敏度要求，上位機軟件支持用戶添加噪聲以模擬真實環(huán)境。
▲射頻源輸出的FSK信號(一)
▲射頻源輸出的FSK信號(二)
4.靈活切換，自動測試DSG3000B-IQ內部帶有達96M非易失存儲器，可導入多個自定義波表文件，支持RIGOL上位機軟件自動導入或用戶手動U盤導入文件，可實現以指令加載的方式快速調用相應所需波表進行輸出，在自動測試臺上可實現不同產品的自動調用完成測試。
▲接收模塊的誤碼測試結果(一)
▲接收模塊的誤碼測試結果(二)
總結
DSG3000B-IQ是一款高性價比射頻源，支持模擬、數字調制的高性能射頻源，以其多種調制信號輸出能力、高信號純凈度及靈活的波表編輯方式，在無線通信的接收機測試中，可以有效的提高生產、研發(fā)測試效率。
▲DSG3000B-IQ射頻信號源
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