FPS應(yīng)用（一）：物聯(lián)網(wǎng)測(cè)試解決方案
1、FPS簡(jiǎn)介
FPS系列信號(hào)與頻譜分析儀擁有160MHz分析帶寬，支持多種模擬和無(wú)線通信信號(hào)分析，同時(shí)FPS的測(cè)試速度與同級(jí)別頻譜分析儀相比，具有高達(dá)五倍的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，是實(shí)驗(yàn)室測(cè)試、教學(xué)應(yīng)用、產(chǎn)線測(cè)試的理想選擇。
主要參數(shù)：
? 頻率范圍：10Hz~4GHz/7GHz/13.6GHz/30GHz/40GHz
? 分析帶寬：28MHz，通過(guò)選件可升級(jí)至40MHz，160MHz
? 測(cè)試功能：支持各種移動(dòng)通信制式信號(hào)分析，包括GSM/EDGE、WCDMA、LTE、WLAN等；支持通用矢量信號(hào)分析功能、脈沖信號(hào)分析功能；支持物聯(lián)網(wǎng)系列標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試；支持最新的5G信號(hào)分析等
? 測(cè)試精度：7GHz以下的測(cè)試不確定度只有0.4dB
? 高靈敏度：在1GHz的平均噪聲電平只有-155dBm（不加預(yù)放）
2、物聯(lián)網(wǎng)測(cè)試解決方案
物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分，也是“信息化”時(shí)代的重要階段。目前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用越來(lái)越廣泛，智能家居、共享單車(chē)等等都在改變我們的生活。針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中常用的藍(lán)牙、Zigbee、NB-IoT以及傳統(tǒng)的移通信標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，羅德與施瓦茨公司的FPS系列頻譜分析儀，可以從發(fā)射機(jī)頻域、信號(hào)調(diào)制域等方面進(jìn)行測(cè)試分析，為客戶(hù)提供完整的測(cè)試解決方案。
2.1 藍(lán)牙、Zigbee信號(hào)分析
短距離無(wú)線通信的藍(lán)牙和Zigbee技術(shù)廣發(fā)應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，典型的藍(lán)牙耳機(jī)、車(chē)載藍(lán)牙、智能家居等應(yīng)用都使用這兩種技術(shù)。藍(lán)牙技術(shù)的波段為2400–2483.5MHz（包括防護(hù)頻帶），這是全球范圍內(nèi)無(wú)需取得執(zhí)照（但并非無(wú)管制的）的工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療用（ISM）波段的2.4 GHz 短距離無(wú)線電頻段。藍(lán)牙使用跳頻技術(shù)，將傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分割成數(shù)據(jù)包，通過(guò)79個(gè)指定的藍(lán)牙頻道分別傳輸數(shù)據(jù)包，每個(gè)頻道的頻寬為1 MHz。不同版本的藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)采用不同的調(diào)制方式包括FSK、DPSK等。
ZigBee 技術(shù)是一種應(yīng)用于短距離范圍內(nèi)，低傳輸數(shù)據(jù)速率下的各種電子設(shè)備之間的無(wú)線通信技術(shù)，ZigBee 名字來(lái)源于蜂群使用的賴(lài)以生存和發(fā)展的通信方式，蜜蜂通過(guò)跳ZigZag 形狀的舞蹈來(lái)通知發(fā)現(xiàn)的新食物源的位置、距離和方向等信息，以此作為新一代無(wú)線通訊技術(shù)的名稱(chēng)。采用ZigBee 技術(shù)的產(chǎn)品可以在2.4GHz頻段上提供250kbit/s（16 個(gè)信道，每個(gè)信道5MHz帶寬）、在915MHz 頻段上提供40kbit/s（10 個(gè)信道，每個(gè)信道2MHz帶寬）和在868MHz 頻段上提供20kbit/s（1 個(gè)信道，0.6MHz帶寬）的傳輸速率。Zigbee技術(shù)在不同的頻段上采用不同的碼片速率和調(diào)制方式，在中國(guó)應(yīng)用最為廣泛的是2.4GHz頻段的Zigbee技術(shù)，主要采用2M的碼片速率， OQPSK的調(diào)制方式。調(diào)制信號(hào)質(zhì)量對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備來(lái)說(shuō)至關(guān)重要，優(yōu)異的調(diào)制信號(hào)質(zhì)量是保證設(shè)備正常工作的基礎(chǔ)。在測(cè)試中，一般使用EVM（矢量誤差幅度）來(lái)衡量調(diào)制信號(hào)的質(zhì)量。羅德與施瓦茨公司的FPS系列頻譜分析儀，通過(guò)加載FPS-K70選件（通用矢量信號(hào)分析，內(nèi)置Zigbee，藍(lán)牙等標(biāo)準(zhǔn)），可以對(duì)藍(lán)牙、Zigbee信號(hào)的調(diào)制質(zhì)量進(jìn)行分析，除了EVM外，還可以顯示頻率誤差、相位誤差、DC Offset等多種調(diào)制質(zhì)量參數(shù)。下圖為測(cè)試結(jié)果參考圖：
2.2 NB-IoT信號(hào)分析
窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NB-IoT）技術(shù)基于蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，占用180KHz帶寬，可直接部署與GSM網(wǎng)絡(luò)、UMTS網(wǎng)絡(luò)以及LTE網(wǎng)絡(luò)中，可以降低成本，平滑升級(jí)。NB-IoT是物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的新興技術(shù)，目前以廣泛應(yīng)用，比如共享單車(chē)、遠(yuǎn)程抄表等業(yè)務(wù)。NB-IoT上下行技術(shù)稍有不同，下行信號(hào)基于OFDMA技術(shù)，上行采用單載波技術(shù)，同時(shí)又根據(jù)部署方式不同分為Stand Alone、In-Band和Guard-Band模式。基于FPS-K106（NB-IoT下行信號(hào)分析選件）可以對(duì)NB-IoT的下行信號(hào)，以及三種不同模式進(jìn)行分析測(cè)試，測(cè)試結(jié)果包括功率、頻譜模板、鄰道泄露比以及調(diào)制質(zhì)量參數(shù)。
2.3 2G/3G/4G信號(hào)分析
移動(dòng)通信技術(shù)起源于20世紀(jì)80年代，從第一代移動(dòng)通信技術(shù)開(kāi)始，到目前廣泛應(yīng)用的第四代移動(dòng)通信技術(shù)（4G），已經(jīng)給人類(lèi)的生活帶來(lái)了天翻地覆的變化。目前很多物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備也采用標(biāo)準(zhǔn)的移動(dòng)通信技術(shù)作為數(shù)據(jù)傳輸和控制方式，比如車(chē)聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)控制領(lǐng)域等。羅德與施瓦茨公司的頻譜分析儀一直以來(lái)都是通信設(shè)備廠商（如中興、華為）和運(yùn)營(yíng)商（中國(guó)移動(dòng)）進(jìn)行移動(dòng)通信設(shè)備測(cè)試的首選產(chǎn)品，F(xiàn)PS系列頻譜分析儀同樣通過(guò)加載選件的方式，可以支持GSM、WCDMA、TD-SCDMA、CDMA2000、FDD-LTE、TDD-LTE等標(biāo)準(zhǔn)的移動(dòng)通信信號(hào)解調(diào)和分析，可以測(cè)試信號(hào)的EVM、頻率誤差等參數(shù)，典型測(cè)試結(jié)果如下圖所示：
2.4 發(fā)射機(jī)時(shí)域頻域測(cè)試
對(duì)于物理網(wǎng)設(shè)備的發(fā)射機(jī)來(lái)講，除了上面介紹的不同技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)制信號(hào)質(zhì)量需要測(cè)試外，還需要關(guān)注該發(fā)射機(jī)在時(shí)域、頻域上面的特性。時(shí)域上，尤其是對(duì)于時(shí)域不連續(xù)信號(hào)，比如Zigbee，需要在時(shí)域上觀察其周期、功率等特性，頻譜分析儀FPS只要在SPAN設(shè)置為零時(shí)，即可工作在時(shí)域模式，可以對(duì)信號(hào)的時(shí)域進(jìn)行分析和觀測(cè)。頻域上，常見(jiàn)的發(fā)射機(jī)測(cè)試項(xiàng)目包括輸出功率、頻譜發(fā)射模板、鄰道功率泄露比（ACLR）、雜散輻射等指標(biāo)，以確保發(fā)射機(jī)在外場(chǎng)部署時(shí)，不會(huì)給其他設(shè)備帶來(lái)干擾，保證其發(fā)射指標(biāo)的可靠性和安全性。羅德與施瓦茨公司的FPS頻譜分析儀，不需要通過(guò)任何選件即可支持發(fā)射機(jī)頻域上面的測(cè)試項(xiàng)目，下圖以ACLR測(cè)試結(jié)果為例：
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