【应用】针对共享单车热点问题，是德科技提供全面的IoT射频测试和分析解决方案

时间： 2018-10-20 来源：Keysight

技术问答

本篇文章作者 —— 李峰，是德科技（中国）有限公司技术与支持部高级技术顾问。针对目前共享单车的热点问题，李峰为我们分享了目前所面临的问题及解决方案。

近两年迅速兴起的共享单车意外成为推动物联网普及和大规模应用的有力因素。目前，共享单车的无线通信模块都集中在智能锁里，有用GSM短信的、GPRS数据的、蓝牙、GPS和北斗的。最近，也有先驱们提出将NB-IoT这种低功耗广域网技术引入的。艺多不压身，谁牛用谁家~

解锁失败，时间延迟，定位问题导致找车困难，数据通信不稳定导致计费问题……有一句谚语说的好——“出来混，谁还没碰到几辆坏车”。

这些问题不仅困扰普通骑车人，更是各个共享单车平台企业头疼的问题。一时间，大家都很困惑，厂家拍着胸脯说：软件上的功能指标都查过好几遍了，没问题呀！！而且咱采用的都是主流的无线通信芯片，可不是随随便便的地摊货。应该不用担心射频发射和接收的信号质量问题了吧？可问题恰恰出在这里！

射频测试的重要性

实际上围绕芯片的模块电路设计和外围电路器件和天线等对信号质量会产生很大影响，单纯依靠芯片是无法解决模块和整机通信性能的。下面我们以共享单车智能锁里面无线通信模块结构为例来看看射频测试的重要性：

上图是行业常见的GPRS无线通信模块构成的典型产品电路结构，虽然无线通信模块具有很高的集成度，但是可以看到外围设计包括天线和电源，如果出现问题，将会导致产品最终的射频性能受到较大的影响。

1. 例如多个模块或有源器件之间的非连续干扰引起系统工作不稳定；

2. 射频电路PCB的多层结构通常包括信号层，射频接地，电源布线和接地等，任何尺寸的改变都会影响天线的性能和微带线的特性阻抗

天线的阻抗和匹配电路尤其重要，直接影响功率损耗
微带线长度接近工作频率波长1/4会导致像天线一样辐射信号，导线尖角会产生EMI干扰
数字基带电路的时钟和周期信号转换时会产生噪声，从而影响射频电路部分

因此，结论是射频部分往往需要屏蔽措施与其他电路隔开。电源电路也需要有专门的设计考虑降低耦合噪声。

那么现在的关键就是如何能够及早发现和解决这些射频设计或器件及天线的问题或缺陷，使共享单车使用中不会因为这些问题影响用户体验。答案就是在模块和整机的研发和生产过程中引入完善的射频测试。下面是一些典型的针对无线模块射频测试的例子：

1、NB-IoT射频测试

图1 NB-IoT无线模块发射信号测试示例

客户可以通过是德科技X系列信号分析仪对NB-IoT无线模块电路信号进行完整的测试和分析，图1显示一个NB-IoT上行信号的星座图，频谱，NPUSCH和NPUSCH_DMRS信道的分析，以及综合的EVM矢量误差分析，从而全面地反映NB-IoT模块和外围电路的信号质量。

2、GPS和北斗卫星定位接收测试方法

图2 典型的GNSS全球卫星导航定位系统接收机测试方法框图和分析示例

这部分对共享单车应用最关键的是定位精度和灵敏度，通常GPS天线入口接收信号功率在-130dBm以下，环境条件恶劣情况会增加衰减10-20dB，所以要求接收机灵敏度一般要做到-150dBm以下，这对导航芯片外围的天线等射频电路提出很高的要求，任何多余的衰减或噪声都会直接影响整机产品的灵敏度，所以解决方案应该是先对整个定位系统电路进行定位精度和灵敏度的测试，然后分析和解决那些影响幅度和信噪比的问题。

图2就是典型的GNSS全球卫星导航定位系统接收机测试方法，是德科技N7609B 矢量信号发生器+N5182B信号发生器卫星定位测试平台支持GPS/北斗/GLONASS/Galileo等各种标准，对于共享单车常用的GPS和北斗标准，是德科技提供GPS/北斗并发的复合星座支持，可以实现并行测试。

3、电路板不同模块间串扰信号分析和定位

图3 通过射频矢量信号分析发现和定位串扰信号示例

由于整机产品电路板上集成多个模块和有源器件，一旦出现信号串扰问题，很容易造成无线模块工作不正常或者性能下降。由于现代无线通信信号大多是脉冲心跳包方式，串扰现象也呈现突发和不连续特点，给产品功能造成的影响就往往呈现出时好时坏不稳定，而且很难定位。这是仅仅查看芯片厂家测试数据不会有帮助，解决方法就是先通过射频测试发现并确定信号串扰的问题，然后通过矢量信号分析将串扰信号分离出来进行测量和定位。

图3就是一个典型的不同模块电路串扰信号测试和分析的例子，可以看到解调结果显示的EVM误差很大，从星座点偏移的形状可以判断是非相干信号干扰，但是左下角的传统频谱图里面并不能有效分辨干扰信号，所以我们通过残差算法把矢量误差部分的采样点从信号中分离出来做FFT运算，从而在残差谱中清楚地看到干扰信号，客户又可以通过它的频域时域分析出这是一个从其他模块泄露过来的CW干扰信号，可以精确地确定干扰信号的频率和幅度，从而帮助工程师成功地找到干扰源。

随着共享单车平台越来越重视用户的使用体验，在IoT无线技术的应用方面竞争也越来越激烈，很多企业已经认识到单纯依靠芯片本身并不足以保证模块和终端产品的射频质量，而是德科技可以提供全面的IoT射频测试和分析解决方案，可以帮助企业提升模块和终端产品的射频质量，确保良好的共享单车用户体验，也体现了射频测试在IoT应用中的巨大价值。

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本文由LEA酱的一生转载自Keysight，原文标题为:WARNING！！！一大波共享单车问题正无情向你袭来，本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系，我们将立即进行删除处理。

全部评论（6）

春天里 Lv7. 资深专家 2018-11-02

不错
Jackie0078 Lv8. 研究员 2018-10-26

学习
断翅蝴蝶 Lv7. 资深专家 2018-10-20

学习了
刘政 Lv8. 研究员 2018-10-20

不错
牵着蜗牛散步 Lv6. 高级专家 2018-10-20

excellent

Jimi Lv7. 资深专家 2018-10-20

好

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型号- U8480,B2911B,N9321C-TG4,CXG X 系列,N8926A,34460A,N7040A,N5742A,N5766A,N9918B,N9918A,N6735B,N6977A,DSOX6MSO,V8486A,N6953A,N8480,85093D,3012G,N5743A,6800C 系列,3024G,L2050 X 系列,N1914B,N5767A,3000G,N1914A,P9240AUTC,B2900BL,N6976A,N6746B,N443XD,N6734B,N6952A,E5061B ENA 系列,N8948A,34470A,N7042A,N1913B,N1913A,N5744A,N1298B,E5061B ENA,N5768A,N1298C,N3300A,3000G 系列,N1298A,N9916B,N9916A,N8924A,N9928A,D2000AUTB,34939A,N6701C,N8949A,N8925A,N8937A,N7041A,3034G,N1912A,N9000B,N5745A,3022G,N5769A,N2819A,B2901BL,S404A,E36100B 系列,N6700C,N9917B,N9917A,N6736B,N6954A,CXA X,D6000PWRB,8491A,E36150,P9240AERC,N9320B,33509B,N7020A,N1911A,N5746A,N3302A,N2818A,EXR208A,34925A,34937A,82357B,P9240BDLC,U2802A,D6000AUTB,N5181B,8480D 系列,N2142A,N9321C,AC68GPBU,B2902B,3032G,4024A,N5747A,N3303A,U9424B SP4T,S204A,E36150A,8490G,ENA,U9422C SPDT,N6702C,B2901B,N6705C,U2060 X,D2000BDLB,N8928A,33519B,EL30000,N3304A,N5748A,D4000USBB,33600A 系列,34947A,34959A,6000 X 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系列,E3640A,DSOXBODE,AC6800B,N2874A,EDU33211A,RP7942A,6002A,BN9963B,E3600,S054A,1000 X,U7106N,E36313A,DAQM900A,L2060 X,U9422B SPDT,DSOX,U7106F,U7106E,N8756A,DSOX2MSO,J7204B,N8732A,E36150A 系列,N8950A,U3851A,EXR058A,RP7941A,AC6801B,10070D,P9384B,D4000AUTB,N2752A,EDU33210A,RP7953A,BN9962B,DAQM902A,U2761A,34980A,E36300A,E36312A,N6782A,DAQM901A,U2020 X,E36106B,53220A,N8757A,AC6900 系列,N8733A,D3000PWRB,N8951A,N9952B,RP7952A,N9952A,U7108B,U7108A,P9242A,P9375B,U7108C,P9240GENC,N2751A,P9375A,U9428C,E4980A,U9428B,6004A,33500B 系列,U9428A,N7971A,ENA 系列,D4000AERB,53132A,EXG X,N6785A,B2980B,N6773A,N6761A,N8754A,N8742A,RP7963A,N9953B,RP7951A,EDU33210 系列,N7970A,EDU33212A,P9241A,P938XB,N2750A,N2871A,53230A,N8700,U3810 系列,U9424A SP4T,DSOXT3MSO,S804A,L2050 X,J7201C,J7201B,N6784A,N8755A,J7201A,N8731A,N2870A,8495D,N2797A,N9934B,N2894A,N5770A,8495B,34420A,N70412A,N7973A,E3647A,6000X 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Keysight（是德科技）测试仪器分销产品选型指南（英文）

目录- BenchVue Control and Analysis Software RF Bench and Handheld Instruments Handheld Spectrum Analyzers FieldFox Handheld Analyzers Spectrum Analyzers, Signal Analyzer Audio Analyzer and Signal Generator Power Sensors and Power Meters RF and Microwave Test Accessories Vector Network Analyzers and ECal Modules Essential Bench Oscilloscopes, Applications, and Probes Digital Multimeters Function/Arbitrary Waveform Generators Data Acquisition/Switch Units USB Products and Connectivity Frequency Counters/Timers Power Supplies Bench Power Supplies System Power Supplies Precision Power Supplies System Power Supplies(continued) DC Power Analyzer, SMUs, and DC Electronic Loads AC Power Sources LCR Meters Handheld Instruments

型号- U8480,B2911A,U1272A,N8926A,34460A,N7040A,U8000,N9340B,53140,N5742A,N5766A,34905A,N9918A,N6735B,N8480,N5743A,N5767A,N1914A,3024T,3012T,U1273A,34904A,N6746B,N6734B,U3800,U1282A,N8948A,34470A,N7042A,N1913A,N5744A,N5768A,34903A,N8924A,N9916A,N9928A,34939A,N6701C,N8949A,U1271A,N8925A,N8937A,N7041A,N1912A,N9000B,N5745A,N5769A,N2819A,3022T,3034T,N6700C,34902A,N9917A,34938A,N6736B,U1600,8491A,DSOX1102G,DSOX1102A,N9320B,P-SERIES,33509B,N7020A,N1911A,N9344C,N5746A,N3302A,N2818A,34901A,34937A,U1701B,82357B,U1273AX,U2802A,N5181B,N2142A,U1281A,B2902A,4024A,N5747A,N3303A,8490G,N2805A,3032T,N6702C,U1700,N6705C,N8928A,N9342C,33519B,B2901A,N3304A,N5748A,34947A,N2804A,N8929A,N5171B,N9343C,N2140A,X-SERIES,B2912A,N3305A,U8903B,N5749A,4022A,34934A,4034A,34946A,8480D,3054T,U2702A,N3306A,U1733C,U1210,U2300,N5700,34945A,3458A,TU1453A,U2701A,B2962A,1146B,N3307A,1147B,N7026A,33600A,33612A,B2961A,N9322C,N9310A,U1731C,2002A,53200,2014A,3104T,U1610A,U2723A,33611A,2004A,U1732C,J7205A,34942A,U3606B,53210A,J7205B,U2722A,N1810UL,33622A,3102T,34941A,N8760A,2012A,2024A,U2500,U1620A,33512B,33500B,33621A,N1810TL,3004A,N6700,N6705,N8761A,N2821A,33511B,N3300,4104A,2022A,N2820A,U2600,33510B,33522B,3014T,N2843A,E36100B,33521B,N9962A,87106D,AC6804B,E4982A,DAQM905A,34950A-34959A,N6750,N9950A,N8740A,E36103B,U2020,EDUX1002A,N9951A,33520B,N7007A,83050A,N2962A,53131A,P9243A,E4981A,U2741A,34972A,E36102B,J7211B,J7211A,J7211C,E36320A,N8741A,AC6802B,DAQM903A,U1270,N9960A,E36311A,N8762A,E36105B,N6781A,U2000,E3641A,EDUX1002G,N2863B,AC6803B,DAQM904A,N8900,U1280,84904L,U2751A,34970A,N9961A,B2900,E36104B,E3640A,AC6800B,N2862B,6002A,E3600,E-SERIES,E36313A,DAQM900A,U1250,U5850,N8756A,N8732A,N8950A,AC6801B,10070D,DAQM902A,U2761A,34980A,E36300A,E36312A,N6782A,DAQM901A,E36106B,53220A,N8757A,87222D,N8733A,N8951A,87222E,N9952A,87104D,P9242A,E4980A,6004A,53132A,N6785A,N6773A,U1452A,B2980A,N6761A,N8754A,N8742A,P9241A,N2871A,53230A,N8700,N4985A-S50,U1240,N6784A,E4981A-001,E4981A-002,N8755A,U1453A,N8731A,N2870A,8495D,N2797A,87405B,N2894A,N5770A,8495B,87405C,34420A,E3647A,10833F,34921A-25A,10833G,10833A,10833B,4154A,10833C,10833D,N6775A,U1450A,N8736A,N6763A,U1232A,N8954A,N6751A,N8930A,N7550,N9923A,N2796A,N9935A,N2893A,N5771A,E36100,E3646A,6811C,N4985A-S30,4032A,N8737A,N6786A,N6774A,N8943A,N6762A,E5063A,10834A,N8955A,U1451A,8494G,N8931A,E3634A,U1233A,3052T,N2783B,P9371A,N2795A,N5772A,6813C,E3649A,6800C,6812C,N6753A,N8758A,U1460A,N6741B,U1242C,N8734A,U1242B,N8952A,N6777A,N8940A,N6765A,P9370A,N2891A,N2782B,EPM SERIES,53181A,N5761A,34931A-33A,34465A,E3648A,4054A,N8759A,N6764A,U1231A,U1461A,N6752A,E9320,83020A,N8735A,N8941A,N6776A,N2793A,DAQ970A,N2890A,L2060,N2781B,U1240C,N9914A,82350C,N5750A,N5762A,U2063,E5810B,N8934A,N6743B,N9926A,P1912A,N8946A,N6731B,N9938A,U1252B,E3643A,E3631A,N6755A,14585A,N2792A,N2780B,U1241C,N5763A,E4980AL,N5751A,E36300,E9300,N8923A,N9915A,N8935A,N6742B,N9927A,E3630A,U1241B,4052A,U1253B,E3642A,N6766A,34908A,N6754A,N2791A,N9912A,N8738A,N9936A,U1190,U2040,N5752A,N5764A,34450A,DAQM907A,N8932A,N8944A,34907A,N8920A,E3645A,N6745B,E3633A,N6733B,L2050,N2790A,U1251B,N8739A,N9913A,N9925A,N5741A,DAQM908A,N5765A,34461A,U2053,N8945A,N6732B,N9937A,N8957A,N8921A,E3632A,E3620A,N6756A,E3644A,N6744B

选型指南 - KEYSIGHT - November 2018 PDF 英文下载

解析信号分析仪在无线通信中的关键作用

在这个信息爆炸的时代无线通信已经成为我们生活中不可或缺的一部分。无论是手机、无线网络还是卫星通信，背后都有一个共同的英雄——信号分析仪。本文，就来和KEYSIGHT一起探索这个奇妙的无线电世界。了解信号分析产品如何帮助我们实现更高效、更可靠的通信。

技术探讨发布时间 : 2024-06-18

Keysight（是德科技）信号发生器选型指南（中文）

目录- 信号发生器简介信号发生器的频率范围信号发生器产品类别信号发生器主要技术指标对比应用软件、核心功能和软件对比 Signal Studio 软件台式模块化

型号- M9383B,N5194A,M9381A,N5193A,M9380A,N5166B,N5191A,N5181B,N5182B,N5171B,N5172B,N5183B,N5173B,E8257D,E8663D,N5102A,N9310A,E8267D,N5182BX07,M9383A,M9384B,M9484C

选型指南 - KEYSIGHT - 2022年4月20日 PDF 中文下载

【经验】使用N5172B信号发生器测试Si4438无线收发芯片接收灵敏度的方法

Si4438是Silicon Labs针对中国433MHz无线频段市场推出的无线收发芯片，Si4438做成无线模块后，可以使用信号发生器测试无线模块的接收灵敏度，以此来判断的模块射频性能是否能满足要求。本文主要介绍如何使用N5172B信号发生器测试Si4438芯片接收灵敏度的方法。

设计经验发布时间 : 2021-01-06

DDS技术- 信号发生器的使用

Keysight 捷变信号发生器可以随时创建复杂场景，轻松满足您的需求。 UXG 是一个功能强大、现成可用的构建模块，您可以灵活地将其配置为可靠的本振（LO）或是可扩展的威胁仿真器。 UXG 消除了模拟和矢量技术之间的界限，可以加速将新情报整合到最新信号场景中。拥有UXG，您将能够生成越来越复杂的场景，实现更逼真的仿真。

技术探讨发布时间 : 2024-06-16

【经验】使用N5172B信号发生器测试EFR32MG系列无线SoC接收灵敏度的方法

Silicon Labs公司的EFR32MG系列无线SoC是ZigBee技术的主要解决方案。用户在设计ZigBee模块的时候，为了验证模块的射频性能，需要测试ZigBee模块的接收灵敏度数据。本文主要介绍如何使用Keysight N5172B信号发生器测试Silicon Labs EFR32MG系列ZigBee芯片接收灵敏度的方法。

设计经验发布时间 : 2020-08-09

Keysight（是德科技）频谱分析仪和信号分析仪选型指南

目录- Spectrum Analyzer and Signal Analyzer Product Introduction Benchtop spectrum and signal analyzers Modular Signal Analyzer Handheld Signal Analyzer Applications and Measurement Software

型号- M9393A,8560E,M9391A,N934XC,8562E,N934XB,8562EC,8561EC,8560EC,N9936A,N9914A,N9342C,859XB,N9320B,8565EC,859XC,8564EC,N9340B,8563EC,859XA,N9322C,N9344C,N991XA-233,N9040B,U2020,N993XA,N9938A,N9916A,HP8568,N9918A,HP8566,8561E,8563E,N9935A,N9913A,8565E,N9343C,X-SERIES,N9030A,N9020A,N9010A,N9000A,N9937A,N9915A,89600,N9917A,M9290A

选型指南 - KEYSIGHT - March 12, 2018 PDF 英文下载

频谱分析仪和信号分析仪有什么区别？

频谱分析仪和信号分析仪这两个术语往往可以互换使用，不过两者在功能和能力上还是有一定区别。频谱分析仪主要用于测量输入信号的幅度与频率的关系。信号分析仪则是同时测量输入信号在单个频率上的幅度和相位。当今的分析仪可进行更全面的频域、时域和调制域信号分析，用“信号分析仪”来描述更为准确。

技术探讨发布时间 : 2024-06-14

【选型】Keysight（是德科技）射频微波电子测试测量仪器选型指南

目录- 手持式射频微波分析仪手持式分析仪 FieldFox 手持式射频网络及频谱分析仪 FieldFox 手持式射频网络分析仪手持式频谱分析仪手持式频谱分析仪(续) 信号发生器 EXG 射频模拟信号发生器 MXG 射频模拟信号发生器射频信号发生器信号分析仪 CXA 信号分析仪 BSA系列超经济型频谱分析仪网络分析仪低频－射频网络分析仪 ENA 网络分析仪 LCR表及阻抗分析仪电容表 LCR表精密LCR表

型号- N9962A,N9952A,E4407B,N9912A,N9914A,N9936A,N9342C,E4982A,N9320B,E4980A,E4405B,N9340B,N9344C,N9960A,N9322C,41800A,N9950A,N9310A,N9926A,N9916A,N9938A,N9928A,N9918A,N9951A,N5181B,N9923A,N5171B,E4408B,N9913A,N9935A,N9925A,N9343C,E4980AL,E4981A,E4980ALU,N9000B,N9961A,N9000A,N9951ALN9952A,N9915A,N9937A,E5061B,N9927A,N9917A,E5063A,11667L

选型指南 - KEYSIGHT - 2016年12月21日 PDF 中文下载