普源精電RSA5000實現ZigBee信號占用信道再分配解決方案

ZigBee是一個多個無線數傳模塊組成的一個無線數傳網絡平臺，每一個ZigBee網絡數傳模塊類似移動網絡的一個基站，在整個網絡范圍內，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，常被應用于工業，家庭自動化，遙測遙控，例如燈光自動化控制，傳感器的無線數據采集和監控，油田，電力，礦山和物流管理等領域。

本次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2.405GHz~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。

 ZigBee信號占用信道再分配

▲LRIGOLRSA5065頻譜分析儀測試照明開關系統

客戶使用的燈光無線控制器采用的無線通信標準是 ZigBee 規范，主頻信號初始設置在 2.434GHz 頻道位置，實現對運動場照明開關系統控制器進行定制化的定時編程。照明開關系統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設置。但在系統驗收時發現由于ZigBee所占信道中存在干擾，導致無線控制器失效。

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 ZiqBee 通信規范的頻段為 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控。2.4GHz至2.44GHz的頻譜分布如下圖所示:

▲2.40GHZ~2.44GHz的頻譜分布監測狀態

可以看出，環境干擾非常嚴重，客戶最初設置的2.434GHz 主頻信號幾乎全部被未知信號愛蓋，導致了開關控制器的故障。接下來，我們對2.44GHz 至 2.48GHz 頻段進行監測。頻譜圖如下:

▲2.44GHz 至 2.48GHz 的頻譜分布監測狀態

從圖中可以看到，從2.405GHz到2.485GHz的80MHz頻段內還有部分區域沒有受到環境干擾。最后，在與客戶工程師討論后，在可以設置的26個頻道中嘗試將其主頻重新設置為第25個頻道(2.475GHz)，照明系統重新被點亮，并穩定運行。

▲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測和信道利用率評估，無疑是一種有效的測試解決方室。一般來說，傳統的掃頻分析儀(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，死區存在時間過長。無線通信的瞬態跳頻信號無法有效顯示和評估其信道占用的實際情況，使用幾乎無盲區(7.95uS POI)RSA5065實時頻譜分析儀來監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用領域寬廣，特別是在無線通信的應用驗證領域。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無線網絡布建及可靠度測試，以及5GHz第二代Wifi無線網絡物理層驗證，均可提供快速信道驗證以及頻域譜線無捕獲。此外，RSA5000亦能支持針對這些無線通信元器件的電氣網絡分析，尤其是陽抗匹配的信息提供、反射損失，以及插入損失等特定測試參數的根本調適，皆能有效地擷取、分析以及驗證，使得相對應的待測產品問題無所透形。

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，可輕松實現測量的設置與操作。RSA5000內置Linux系統，支持外接鍵盤和鼠標操作，USB/LAN等通信接口更加穩定可靠;提供HDMI接口，方便用戶進行演示、教學使用。

RIGOLRSA5000系列產品標配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測量結果，用戶還可通過設置頻率模板觸發方式，精確捕獲分析關心的頻譜信號。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計原理導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，可實現頻譜監測、射頻器件分析、寬帶信號測試及EMI預測試等多種測試要求。可廣泛應用于企業研發、工廠生產、教育教學等諸多領域。