Teléfono celular mala recepción en el laboratorio de simulación

Question

Actualmente estoy desarrollando una internet de las cosas dispositivo que utiliza un uBlox SARA-U260 gsm/3G módem.

En las pruebas de campo, hemos tenido significativos en el software/firmware problemas debido a la mala recepción de teléfono celular en nuestras implementaciones en el África subsahariana.

Estoy teniendo un tiempo difícil de duplicar los problemas en el laboratorio debido a que la recepción de células aquí es muy, muy buena. Incluso si no hay ninguna antena conectado al módem, que todavía es capaz de conectarse a la red celular en internet!

Por lo tanto, estoy buscando la mejor manera de frustrar mi módem en el pensamiento de que tiene mala recepción.

Un pensamiento que tuve fue a cortar el cable coaxial de la antena y soldar una resistencia de entre la masa de la cubierta y el conductor central. ¿Serviría de algo? ¿Qué tamaño de resistencia tendría sentido? Probablemente bastante bajo valor de la resistencia (por ejemplo de 50 ohm?)

Estoy confundido acerca de por qué el módem puede conectarse incluso sin una antena. Pensé que durante el funcionamiento normal, el módem debe corto el suelo y el centro del conductor cuando se está transmitiendo (de ahí la alta corriente asociada con la transmisión de ráfaga).

Bajo circunstancias normales, es el corto localizar en el interior de la antena? Si es así, ¿no sería el conductor central del coaxial siempre estar a potencial de tierra (es decir, durante la recepción)?

EDITAR:

Gracias por las respuestas. Tengo una gran caja de metal sentado en mi escritorio, listo para montar el DUT (gracias por ese acrónimo @Ali Chen ) mañana!!!

Answer 1

Normalmente, el WWLAN las pruebas y la depuración se realiza en electromagnéticamente blindado jaulas en laboratorios externos de la torre de señales (local o 3G-4G repetidores/re-traductores son demasiado fuertes. Las pruebas se realiza con instrumentos especiales como Agilent LTE tester, que tiene todas las capacidades para cambiar los niveles de la señal y simular la recepción débil. En funcionamiento normal el LTE probador se conecta en lugar de la antena en el Dispositivo Bajo Prueba (DUT), sin pasar por el DUT propias antenas. Alternativamente, usted puede conectar un simple onmidirectional antena derecho a la LTE Probador de salida, y el uso de la DUT natve de la antena, pero entonces usted tendrá que controlar la distancia y hacer re-calibración del canal de RF.

Tenga en cuenta que el problema puede no estar en su software/firmware, pero en HARDWARE. Los dispositivos inalámbricos están normalmente el uso automático de Control de Ganancia no sólo en el canal del receptor, sino también en canal transmisor. Cuando la recepción es débil, el DUT con razón se supone que está lejos de la torre de telefonía celular y, por tanto, DEBE utilizar la mayor potencia de transmisión. La potencia de transmisión de ráfagas puede ser de hasta 1-5 W, lo que puede interferir con el diseño del tablero, y si el diseño de PCB se hace mal, puede interrumpir todos los demás DUT funcionalidad, todos los demás sensores, etc.

Answer 2

Para "simular" una más pobres de la recepción de la célula puede utilizar los atenuadores de RF entre el consejo y la antena. Están compuestas de múltiples resistencias a la construcción de una red que permitirá atenuar la potencia de RF muy predecible, tanto en RX y TX, mientras que el mantenimiento de la proponente RF impedancia vista desde el módem y la antena. Tienen un limitado poder de calificación.

No haga funcionar su módem con su salida de RF abierto o en corto-circuito. El amplificador de RF no como que, en todo.

Pequeño atenuadores con SMA tapones suelen costar alrededor de 10-20€ (https://www.minicircuits.com/WebStore/dashboard.html?model=VAT-3%2B). El SARA-U260 puede emitir un máximo de 33dBm (2W) pico, menos en promedio. Empezar a disipar la mayor parte de la energía con un 2 o 3 db atenuador (clasificado para 1W) conectado en el lado de módem y, a continuación, puede añadir más atenuadores para disminuir el poder, incluso más y, finalmente, enchufe antena. Los sistemas sin antenas pueden comportarse de forma errática, y atenuadores no son un gran sustituto para las antenas.

Para grandes atenuaciones (>40 dB de atenuación, diría yo) de apilamiento de los atenuadores no es una solución, ya que algunos de potencia de RF de siempre fuga de dentro y fuera de un módem por otros modos que el puerto de la antena (pequeñas secciones de RF de seguimiento en su PCB, fuente de alimentación, etc). Entonces, usted necesita un RF blindado cuadro (como http://www.jretest.com/jre-0709-P.htm) con algunos de los atenuadores de dentro de la caja, y algunos de los atenuadores de fuera de la caja. El módem es poner dentro de la caja, la antena se queda fuera, y la caja está equipada con conectores de RF para llevar las señales de dentro y fuera de la caja, en una manera controlada.

Si usted tiene un presupuesto para él, la mitad de una docena de atenuadores fijos, un blindado cuadro, y un atenuador variable (por ejemplo. https://www.aliexpress.com/item/2Watt-0-90dB-Coaxial-Adjustable-Key-Press-N-K-K-RF-step-Attenuator-Stepping-DC-to/32779942411.html) puede ser muy conveniente para simular la dinámica de las condiciones de RF en una manera controlada.

Si la mala recepción se debió a la cercanía de las fuentes de interferencia, se necesita un generador de señal de RF (además de un RF "tee" y tal vez un aislamiento de la caja) para emular esa cuestión. Esto no es barato.

Answer 3

RF es complicado.

No me lío con la antena, creo que el producto debe ser probado en su configuración final. La razón de esto es simple: cuando la recepción es muy mala, el transmisor va a aumentar su poder a su valor máximo, y usted ESTARÁ interesado en saber si la (enorme) cantidad de RF va a sacar va a bloquear el micro, la corrupción de sus sensores analógicos, o cualquier otro tipo de magia negra RF puede hacer en un espectador inocente circuitos.

Desde el punto de vista de los chips de la PLACA, GSM módulo de arranque de unos pocos vatios de RF es como un mini nuke... de manera más que suficiente para cualquier amplificador operacional ir loco.

Realmente, realmente quiero probar, y de modificación de la antena para reducir la eficiencia NO lo lograrán!

Sugiero poner la totalidad del producto en el interior de una jaula de Faraday, como un horno de microondas, olla a presión, o algo así:

También disponible en ver-a través de...

Ahora, si usted pasar los cables a través de su jaula de Faraday, a continuación, la RF se monta en ellos, y usted tendrá que usar el pasante de filtros, y, básicamente, Hacer Lo Correcto, que supongo que no es el punto.

Como una solución alternativa: hacer la prueba en su sótano del edificio.

Answer 4

Mala recepción no sólo puede provenir de señal baja, pero también de la distancia a la torre celular.

Especialmente GSM sólo está diseñado para ir más acerca de 35km. De lo contrario, el "timing advance" entre el remitente y el receptor de la señal de RF sería demasiado grande para el protocolo en uso.

Ver https://en.wikipedia.org/wiki/GSM y otros recursos para obtener más información acerca de eso.

Esto es difícil de simular sin el equipo adecuado. Probablemente, usted debe contratar a un laboratorio para esto. Grandes las empresas de telecomunicaciones tienen tales capacidades de prueba.

Answer 5

Algunas posibilidades:

1. Conecte la antena a una carga ficticia
2. El uso de un paso atenuador entre la antena y la radio con doble apantallado cable coaxial
3. Realizar sus experimentos en un recinto blindado / caja

Tenga en cuenta que una adecuada atenuador no es una simple resistencia. Consta de una resistiva pad que tiene la impedancia igualado entradas y salidas. Buscar T pad atenuador resistivo. La mayoría son especificados como dBs de atenuación. Intervino versiones con >100 dB de atenuación son fácilmente disponibles como laboratorio de accesorios. El uso de ellos con cama doble o cuádruple coaxial blindado para reducir las pérdidas de caminos.