จำลองการรับสัญญาณโทรศัพท์มือถือที่ไม่ดีในห้องปฏิบัติการ

ปัจจุบันฉันกำลังพัฒนาอุปกรณ์อินเทอร์เน็ตที่ใช้โมเด็ม uBlox SARA-U260 gsm / 3G

ในการทดสอบภาคสนามเรามีปัญหาซอฟต์แวร์ / เฟิร์มแวร์ที่สำคัญเนื่องจากการรับสัญญาณโทรศัพท์มือถือไม่ดีในการปรับใช้ของเราในแอฟริกาย่อยซาฮารา

ฉันมีปัญหาในการทำซ้ำปัญหาในห้องปฏิบัติการเนื่องจากการรับเซลล์ที่นี่ดีเกินไป แม้ว่าจะไม่มีเสาอากาศเสียบเข้ากับโมเด็ม แต่ก็ยังสามารถเชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ตเครือข่ายมือถือได้!

ดังนั้นฉันกำลังมองหาวิธีที่ดีที่สุดที่จะขัดขวางโมเด็มของฉันโดยคิดว่ามันมีการรับสัญญาณที่ไม่ดี

หนึ่งคิดว่าฉันต้องตัดสายโคแอกเซียลของเสาอากาศและประสานตัวต้านทานระหว่างผ้าห่อหุ้มและตัวนำกลาง จะใช้งานได้ไหม ตัวต้านทานขนาดใดที่เหมาะสม อาจเป็นตัวต้านทานค่าค่อนข้างต่ำ (บอกว่า 50 ohm?)

ฉันสับสนเกี่ยวกับสาเหตุที่โมเด็มยังคงสามารถเชื่อมต่อได้แม้ว่าจะไม่มีเสาอากาศ ฉันคิดว่าในระหว่างการทำงานปกติโมเด็มต้องสั้นตัวนำกราวด์และกึ่งกลางเมื่อมีการส่งสัญญาณ (ดังนั้นกระแสสูงที่เกี่ยวข้องกับการส่งสัญญาณระเบิด)

ภายใต้สถานการณ์ปกติค้นหาสั้น ๆ ภายในเสาอากาศคืออะไร? ถ้าเป็นเช่นนั้นตัวนำกลางของแกนเล้าโลมจะอยู่ที่ศักดินาเสมอ (เช่นระหว่างการรับ)

แก้ไข:

ขอบคุณสำหรับคำตอบ ฉันมีกล่องโลหะขนาดใหญ่นั่งอยู่บนโต๊ะของฉันพร้อมที่จะติดตั้ง DUT (ขอบคุณสำหรับตัวย่อ @Ali Chen) ในวันพรุ่งนี้!

ในการ "จำลอง" การรับสัญญาณของเซลล์ที่ไม่ดีคุณสามารถใช้ตัวลดทอนสัญญาณ RFระหว่างบอร์ดของคุณกับเสาอากาศ ประกอบด้วยตัวต้านทานหลายตัวที่สร้างเครือข่ายที่จะลดทอนพลังงาน RF ที่คาดการณ์ได้มากทั้งใน RX และ TX ในขณะที่ยังคงความต้านทาน RF ของผู้เสนอตามที่เห็นจากโมเด็มและเสาอากาศ พวกเขามีระดับพลังงานที่ จำกัด

อย่ารันโมเด็มด้วยการเปิดหรือปิด RF เอาท์พุท แอมพลิฟายเออร์ RF จะไม่เป็นเช่นนั้นเลย

ตัวลดทอนขนาดเล็กที่มีปลั๊ก SMA มักมีราคาประมาณ 10-20 € ( https://www.minicircuits.com/WebStore/dashboard.html?model=VAT-3%2B ) SARA-U260 สามารถแผ่สูงสุดสูงสุด 33dBm (2W), โดยเฉลี่ยน้อยกว่า เริ่มกระจายพลังงานจำนวนมากด้วยการเชื่อมต่อ 2 หรือ 3dB (จัดอันดับสำหรับ 1W) ที่ด้านโมเด็มแล้วคุณสามารถเพิ่มตัวลดทอนสัญญาณเพิ่มเติมเพื่อลดพลังงานมากขึ้นและเสียบเสาอากาศในที่สุด ระบบที่ไม่มีเสาอากาศสามารถทำงานผิดปกติและตัวลดทอนสัญญาณไม่ได้เป็นตัวเลือกที่ดีสำหรับเสาอากาศ

สำหรับการลดทอนขนาดใหญ่ (> 40 dB ของการลดทอนผมจะบอกว่า) การลดทอนสัญญาณแบบซ้อนไม่ใช่วิธีแก้ปัญหาเนื่องจากพลังงาน RF บางตัวมักจะรั่วไหลเข้าและออกจากโมเด็มโดยวิธีอื่นนอกเหนือจากพอร์ตเสาอากาศ (ส่วนเล็ก ๆ อุปทาน ฯลฯ ) จากนั้นคุณต้องมีกล่องป้องกัน RF (เช่นhttp://www.jretest.com/jre-0709-P.htm ) โดยมีตัวลดทอนบางตัวอยู่ในกล่องและตัวลดทอนบางตัวอยู่นอกกล่อง โมเด็มของคุณอยู่ในกล่องเสาอากาศของคุณอยู่ด้านนอกและกล่องนั้นมีช่องเสียบ RF เพื่อให้สัญญาณเข้าและออกจากกล่องในลักษณะที่ควบคุมได้

หากคุณมีงบประมาณให้ใช้ตัวลดทอนแบบคงที่ครึ่งโหลกล่องป้องกันและตัวลดทอนแบบปรับค่าตัวแปร (เช่นhttps://www.aliexpress.com/item/2Watt-0-90dB-Coaxial-Adjustable-Key- กด -NKK-RF-step-Attenuator-Stepping-DC-to / 32779942411.html ) สามารถสะดวกในการจำลองสภาพคลื่นวิทยุแบบไดนามิกในลักษณะที่ควบคุม

หากการรับสัญญาณที่ไม่ดีเกิดจากการรบกวนที่อยู่ใกล้เคียงคุณจะต้องมีเครื่องกำเนิดสัญญาณ RF (รวมถึง "ที" RF และกล่องแยกสัญญาณ) เพื่อเลียนแบบปัญหานั้น นี่ไม่ถูก

โดยปกติแล้วการทดสอบและการดีบัก WWLAN จะกระทำในกรงที่ป้องกันด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในห้องปฏิบัติการเมื่อสัญญาณทาวเวอร์ภายนอก (หรือเครื่องทวนสัญญาณ 3G-4G ในพื้นที่ / ผู้แปลซ้ำ) นั้นแข็งแกร่งเกินไป การทดสอบมักจะทำด้วยเครื่องมือพิเศษเช่นเครื่องทดสอบ Agilent LTEซึ่งมีความสามารถทั้งหมดในการเปลี่ยนระดับสัญญาณและจำลองการรับสัญญาณที่อ่อนแอ ในการทำงานปกติเครื่องทดสอบ LTE จะเชื่อมต่อแทนที่เสาอากาศบนอุปกรณ์ภายใต้การทดสอบ (DUT) โดยข้ามเสาอากาศของ DUT หรือคุณสามารถเชื่อมต่อเสาอากาศแบบทิศทางเดียวกับเอาต์พุต LTE Tester และใช้เสาอากาศ DUT natve แต่คุณจะต้องควบคุมระยะทางและทำการสอบเทียบช่องสัญญาณ RF อีกครั้ง

โปรดทราบว่าปัญหาอาจไม่ได้อยู่ในซอฟต์แวร์ / เฟิร์มแวร์ของคุณ แต่ใน HARDWARE อุปกรณ์ไร้สายมักใช้การควบคุมอัตราขยายอัตโนมัติไม่เพียง แต่ในช่องรับสัญญาณเท่านั้น แต่ยังอยู่ในช่องส่งสัญญาณด้วย เมื่อการรับสัญญาณอ่อน DUT อย่างถูกต้องจะสันนิษฐานว่ามันอยู่ไกลจากหอเซลล์ดังนั้นจึงต้องใช้พลังงานในการส่งที่สูงขึ้น พลังของการส่งข้อมูลระเบิดอาจสูงถึง 1-5 W ซึ่งจะรบกวนการจัดวางบอร์ดและหากการออกแบบ PCB ทำได้ไม่ดีก็สามารถรบกวนฟังก์ชั่น DUT อื่น ๆ ทั้งหมดเซ็นเซอร์อื่น ๆ ทั้งหมด ฯลฯ

RF นั้นยุ่งยาก

ฉันจะไม่ยุ่งกับเสาอากาศฉันคิดว่าควรทดสอบผลิตภัณฑ์ในการกำหนดค่าขั้นสุดท้าย เหตุผลนี้ง่ายมาก: เมื่อการรับสัญญาณไม่ดีจริง ๆ เครื่องส่งสัญญาณของคุณจะเพิ่มพลังให้ถึงค่าสูงสุดและคุณจะสนใจที่จะรู้ว่าถ้า RF จำนวนมาก (ค่อนข้างใหญ่) มันจะเหวี่ยงออกจะทำให้ไมโครของคุณเสียหาย เซ็นเซอร์แอนะล็อกของคุณหรือ RF อาถรรพ์อื่น ๆ สามารถทำกับวงจรผู้ยืนดูผู้บริสุทธิ์ได้

จากมุมมองของชิปบน PCB ของคุณโมดูล GSM ของคุณที่แผ่ออกไปไม่กี่วัตต์ของ RF เป็นเหมือนมินินิก ... วิธีมากเกินพอที่จะเป็นคนขายของชำ opamp

คุณต้องการทดสอบสิ่งนั้นจริงๆและการปรับเสาอากาศเพื่อประสิทธิภาพที่ต่ำลงจะไม่บรรลุผล!

ฉันแนะนำให้วางผลิตภัณฑ์ทั้งหมดไว้ในกรงฟาราเดย์เช่นเตาไมโครเวฟหม้อความดันหรืออะไรทำนองนั้น:

ยังมีให้บริการในการดูผ่าน ...

ตอนนี้ถ้าคุณใช้สายไฟผ่านกรงฟาราเดย์ของคุณ RF จะขี่มันและคุณจะต้องใช้ตัวกรองการป้อนข้อมูลที่เหมาะสมและโดยพื้นฐานแล้วมันทำถูกต้องซึ่งฉันคิดว่าไม่ใช่ประเด็น

ในฐานะทางเลือกอื่น: ทำการทดสอบในชั้นใต้ดินของอาคาร

การรับสัญญาณที่ไม่ดีไม่เพียง แต่เกิดจากสัญญาณต่ำ แต่ยังมาจากระยะไกลไปยังเสารับส่งสัญญาณด้วย

โดยเฉพาะ GSM นั้นออกแบบมาให้ใช้งานได้มากกว่า 35km มิฉะนั้น "การกำหนดเวลาล่วงหน้า" ระหว่างผู้ส่งและผู้รับสัญญาณ RF จะใหญ่เกินไปสำหรับโปรโตคอลที่ใช้งาน

ดูhttps://en.wikipedia.org/wiki/GSMและแหล่งข้อมูลอื่น ๆ สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับสิ่งนั้น

เป็นการยากที่จะจำลองโดยไม่มีอุปกรณ์ที่เหมาะสม คุณน่าจะจ้างห้องแล็บนี้ บริษัท โทรคมนาคมขนาดใหญ่มีความสามารถในการทดสอบดังกล่าว

ความเป็นไปได้บางอย่าง:

1. เชื่อมต่อเสาอากาศกับโหลดจำลอง
2. ใช้ตัวลดทอนแบบขั้นตอนระหว่างเสาอากาศและวิทยุโดยใช้ coax แบบมีฉนวนหุ้มสองชั้น
3. ทำการทดลองของคุณในห้อง / ตู้หุ้ม

โปรดทราบว่าตัวลดทอนสัญญาณที่เหมาะสมไม่ใช่ตัวต้านทานอย่างง่าย ประกอบด้วยแผ่นต้านทานที่มีอิมพีแดนซ์ที่ตรงกับอินพุตและเอาต์พุต เงยหน้าขึ้นมองตัวต้านทานลดทอนของ T pad ส่วนใหญ่จะถูกระบุว่าเป็นเดซิเบลของการลดทอน รุ่นที่ก้าวไปพร้อมกับ> การลดทอน 100 dB นั้นพร้อมใช้งานเป็นอุปกรณ์เสริมสำหรับห้องปฏิบัติการ ใช้พวกมันด้วย coax shielded สองเท่าหรือสี่เท่าเพื่อลดเส้นทางการรั่วไหล

ในการทดสอบภาคสนามอุปกรณ์ของคุณได้รับผลกระทบจากปัญหาสิ่งแวดล้อม (ทางเทคนิค?) ไม่ใช่ปัญหากับตัวอุปกรณ์เอง ดังนั้นทำไมไม่เพียง แต่แยกอุปกรณ์ด้วยการอุดตันทางกายภาพเช่นผนังหรือกล่องโลหะ (จากคำตอบข้างต้น)

อาคารบางแห่งมีเสาอากาศโทรศัพท์ (สิ่งที่คุณเรียกพวกเขา) ดังนั้นอาจลองใช้อุปกรณ์ของคุณที่อื่น?