LoRaWAN GW C-1200 это первый в мире компактный, моноблочный, многоканальный тестер приемо-передатчиков для тестирования устройств по спецификациям широкополосных радиосигналов LoRa, производства GW Instek (Тайвань).
Инновационный 4-х портовый анализатор протокола является моноблочным устройством, имеющим на борту все функции и ресурсы для TX- и RX-испытаний LoRa интерфейса.
Широкополосный радиосигнал LoRa представляет собой сообщения с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ) или сигналы CSS (Chirp Spread Spectrum). Данный протокол позиционируется как инструмент для Интернета вещей (IoT), где “дешёвый” (в смысле затрат энергии и размера устройства) обмен командами и небольшими порциями данных (Lo) на существенных расстояниях (Ra) представляет собой насущную практическую задачу.
В приложениях по тестированию LoRa передатчиков анализатор протокола GW C-1200 обеспечивает прием и декодирование таких сигналов, полный набор испытаний, включая анализ спектра, измерения во временном домене, функцию FEI (индикатор частотной ошибки) и измерения по методу TOA (Time-On-Air).
Метод ToA основан на измерении задержки распространения радиосигнала между исследуемым устройством (ИУ) и тестером, который выполняет роль базовой станции (БС).
Что касается LoRa приемников, то анализатор GW C-1200 позволяет выполнять в потоковом цикле измерение чувствительности, тесты параметров BER (Bit Error Rate) и PER (Packet Error Rate) - вероятности появления битовых и пакетных ошибок (соответственно).
В дополнение к популярному диапазону «Sub-GHz» (для промышленных приложений, домашней автоматизации и счетчиков энергии до 1 ГГц) тестер GW C-1200 поддерживает приложения с диапазоном частот до 2,4 ГГц и анализ сигналов с режимом FSK-модуляции.
Пользователи могут самостоятельно выбирать интересующую эфирную нагрузку в виде полезных сигналов. При получении данных форматы включают коды двоичный/ HEX и ASCII, что позволяет легко представить результаты передачи в удобном для анализа виде.
В дополнение к испытаниям готового продукта тестером GW C-1200 (в режиме обмена сигнальными посылками), к устройству может подключаться специальный ( дополнительная опция) блок GW C-1201, который представляет собой трансферное устройство ( обозначение transfer box – на рис. 1), связанное с LoRa модулем.
Этот LoRa модуль непосредственно управляет исполнительным устройством (ИУ) через интерфейсы UART/ SPI/ I2C для выполнения несигнальных тестов (non-signaling tests)* в процессе отладки вновь разрабатываемых изделий с высокой степенью готовности .
* Примеч.: производственное тест-решение снижающее себестоимость производства (затраты) с помощью платформы для тестирования сразу нескольких устройств в нескольких формантах. Режим реализует оптимизированную автоматизацию и секвенирование для увеличения скорости тестирования и более быстрого выхода устройств на рынок.
При анализе сигналов взаимодействия возможность отображения их спектра, индикация данных в домене времени, функции FEI и TOA позволят определить проблемы, возникшие в процессе проектирования или производства модулей с радио-интерфейсом LoRa.
При измерении параметров сигналов передачи данных по протоколу LoRa-тестер GW C-1200 может одновременно детектировать и отображать спектр сигналов CSS (Chirp Spread Spectrum) и форму модулированного сигнала в домене времени для анализа правильности модуляции CSS.
Результаты измерения FEI (Frequency Error Indicator) могут быть использованы для калибровки частоты тестируемого устройства с интерфейсом LoRa для минимизации частотной ошибки, приводящей к снижению чувствительности или даже к потере пакета данных из-за изменения окружающей температуры в реальном приложении.
Фактическое измерение значений параметра TOA (Time-On-Air) может быть применено для обеспечения соответствия характеристик тестируемого LoRa-устройства всем заданным условиям и целям проектирования объекта. Эта проверка выполняется после завершения настроек различных параметров системы, включая SF, CR и BW*, которые являются основными факторами, важными для правильной настройки LoRa чипсета (радиомодуля).
Фактор SF- один из параметров кодирования сигнала в LoRa (spreading factor), представляющий распределительный коэффициент (целое число), некий аналог индекса модуляции в Wi-Fi, который определяет как именно исходный сигнал распределяется по всей полосе частот. Значение параметра SF может быть в диапазоне значений 6-12. Чем выше значение параметра SF, тем ниже скорость передачи, и тем выше помехозащищённость. И соответственно, наоборот.
Кроме того, с ростом числа устройств, места в эфире будет всё меньше и меньше. Если работа ведется только на значении SF=12, то очень быстро достигается предел числа датчиков в системе.
Параметр CR (coding rate) определяет значение показателя коррекции кода в передаваемых данных (CRC, 1 ~4).
Параметр BW - полоса пропускания частот LoRa-устройства, которая может быть задана как 10,4 кГц / 20,8 кГц / 62,5 кГц / 125.0 кГц / 250.) кГц / 500.0 кГц.
Аппаратно реализованные в LoRa-тестере GW C-1200 xtnsht (4!) комплекта ВЧ каналов T/Rx идеально подходят для процесса выполнения испытаний методом потоковых циклов с последовательным переходом к очередному ИУ (DUT).
Сначала следует выбрать один из 4-х каналов, затем установить канал в режим TX или RX (передача/ прием) и далее можно приступать к запуску собственно процесса тестирования.
Это означает возможность выбора требуемого канала одновременно с проведением TX/ RX теста. Такой выбор позволяет тестировщику перейти на другой канал для новой диагностики следующего объекта, в то время как ранее выбранное ИУ будет ещё задействовано в предыдущем испытании.
Для конвейерной производственной линии с автоматизацией управления (ATE) и использованием роботизированного манипулятора этот метод значительно снизит время простоев испытательного стенда, позволит сократить инвестиционные затраты на оборудование, и тем самым существенно повысит эффективность производства.
Специализированное программное обеспечение для тестирования устройств с помощью анализатора протокола GW C-1200 имеет широкий набор ресурсов для испытаний.
Интерфейс LoRa-тестера GW C-1200 предоставляет оператору возможности для использования полнофункционального ПО анализатора, которое по выбору пользовательских меню и структуре сходно с другим программным продуктом - Semtech SDK (набор для разработки программного обеспечения), что дает возможность быстро сформировать операции управления.
В дополнение к функции полной RX/ TX диагностики при отладке, также доступен для оператора анализатора GW C-1200 полный тест MP (Mass Production).
Пользователи анализатора протокола GW C-1200 могут выполнять большое количество типовых испытаний, выбрав интересующие настройки и значения параметров для тестирования, которые требуются для контроля на производственной линии.
В режиме «Спектр» пользователи могут выполнять тесты по нормам FCC 15.209/15.247 для обеспечения соответствия телекоммуникационного продукта правилам ЕС (Европа) и США.
Для анализа энергопотребления прикладное ПО GW C-1200 поддерживает испытания путем подключения к общей схеме тестирования сам LoRa-тестер C-1200 вместе с источником питания PPH-71503 (макс. дискретность установки 1 мВ/ 0,1 мкА) или вместе с прецизионным универсальным вольтметром GW GDM-79061.
Функциональные особенности анализатора протокола LoRa - GW C-1200:
Минимальный выходной уровень порта TX (Low Power): -148 dBm
Поддержка LoRa/ FSK-модулированных сигналов
Поддержка приложений «Sub-GHz» и устройств в диапазоне 2,4 ГГц
Полнофункциональное ПО и встроенная библиотека тестовых приложений для производственной линии (MP Test function)
Соответствие ГОСТ Р ИСО/МЭК 24730-5-2014 (Информационные технологии/ ИТ. Системы позиционирования в реальном времени (RTLS). Часть 5. Радиоинтерфейс расширения спектра методом линейной частотной модуляции (CSS) для связи на частоте 2,4 ГГц).
Поддержка норм FCC 15.209/15.247 для тестирования на соответствие
Встроенный сигнал температурной калибровки
Поддержка SPI, UART, I2C для управления ИУ по интерфейсу (требует наличия опции C-1201)
Одновременный тест тока потребления в нагрузке (требует источник питания PPH-71503)
Справка
Технология приема-передачи данных беспроводным методом на большие расстояния "LoRa" - объединяет в себе метод модуляции LoRa в беспроводных сетях LPWAN и открытый протокол "LoRaWAN".
Технология LoRa обеспечивает межмашинное беспроводное взаимодействие (M2M) на расстояния до 15-ти км при минимальном потреблении электроэнергии, обеспечивающем несколько лет автономной работы устройств связи на одном аккумуляторе АА.
Широкополосный радиосигнал LoRa представляет собой сообщения с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ) или сигналы CSS (Chirp Spread Spectrum). Данный протокол позиционируется как инструмент для Интернета вещей (IoT), где “дешёвый” (в смысле затрат энергии и размера устройства) обмен командами и небольшими порциями данных (Lo) на существенных расстояниях (Ra) представляет собой насущную практическую задачу.
Диапазон применений данной технологии огромен: от домашней автоматизации и интернета вещей (Internet of Things, IoT) до автоматизированного производства в промышленности и Умных Городов.
