Garantir o desempenho dos produtos eletrônicos de casas conectadas

Testes de coexistência sem fios

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Status atual

O título do sucesso de 1964 do Bob Dylan "The Times They Are A-Changin" (Os tempos estão mudando) certamente se aplica aos aparelhos domésticos. O setor de produtos eletrônicos precisa evoluir, satisfazer as demandas cada vez maiores de seus consumidores e fazer a sua parte para possibilitar um mundo realmente conectado. A tendência da Internet das coisas (IoT) finalmente chegou às nossas casas. Ela nos permite acessar e controlar qualquer objeto de qualquer parte do mundo desde que ele esteja conectado à Internet. Sistemas de alto-falantes sem fios, termostatos, sistemas de monitoramento e segurança doméstica, robôs domésticos, detectores de fumaça/CO, iluminação, monitores domésticos de consumo de energia, bloqueios de porta, refrigeradores, máquinas de lavar e detectores de água – todos esses produtos agora vêm com um módulo integrado de comunicações sem fio que é compatível com certas formas de WLAN, LPWAN ou tecnologia Bluetooth®.
(A palavra e os logotipos Bluetooth® são marcas registradas de propriedade da Bluetooth® SIG, Inc. e qualquer uso de tais marcas pela Rohde & Schwarz está sob licença)
Os recursos de conectividade adicionais trazem novos desafios e requisitos de conformidade. Os produtos que não cumpram os requisitos regulamentares podem incorrer em multas elevadas e, dependendo do país, até mesmo cancelar um pedido de vendas. A maioria dos produtos conectados vem com tela, sistemas de alto-falantes e suporte a aplicativos para facilitar a interação do usuário. Com isso, surge um novo conjunto de desafios de segurança, funcionalidade e asseguração da qualidade. As tecnologias de conectividade (WLAN, Bluetooth® etc.) operam, principalmente, na banda ISM de 2,4 GHz. Às vezes, outros equipamentos conectados que ficam perto do receptor podem transmitir em frequências sobrepostas, prejudicando o desempenho do receptor. No setor de RF, isso é conhecido como problema de coexistência sem fios. Os problemas de coexistência prejudicam a experiência de usuário. Além disso, como os usuários não técnicos desconhecem a fonte do problema, eles acabam culpando o produto. Isso resulta em difamação da marca.

Seu desafio

Testar a coexistência e a experiência de usuário para garantir a alta qualidade de serviço no uso real e assegurar a segurança e a conformidade do produto para a entrada sem riscos no mercado. O caso de uso pretendido do dispositivo em teste (DUT) precisa ser definido para identificar o ambiente eletromagnético de referência e o desempenho funcional correspondente do sistema de comunicação desejado. Com base nessas informações, é possível definir o pior cenário de radiofrequência e, posteriormente, recriá-lo para os testes. Vamos considerar uma máquina de lavar inteligente que está conectada a uma rede WLAN. De acordo com o caso de uso pretendido, ela normalmente fica em uma área em que o ambiente eletromagnético permanece invariável e estável na maior parte do tempo. O pior cenário ocorre quando a máquina de lavar é colocada em uma área com sinal de WLAN muito fraco e um smartphone executando um ponto de Wi-Fi ativo e uma aplicação Bluetooth® com transmissão em potência máxima é colocado sobre a máquina ou próximo a ela.
O que acontecerá se a máquina de lavar inteligente entrar nessa equação? O desafio do teste é recriar esse exato ambiente eletromagnético e testar as condições dentro de uma câmara anecoica de maneira reprodutível.

A solução da Rohde & Schwarz

O dispositivo em teste é colocado em uma grande câmara parcialmente anecoica. A antena do R&S®CMW500 é apontada diretamente para a antena integrada no dispositivo em teste. O testador de comunicação via rádio R&S®CMW500 é usado para estabelecer uma conexão ativa de extremo a extremo com o dispositivo em teste emulando uma rede não celular (como Bluetooth® ou WLAN) e, se necessário, redes celulares (como 3G/4G). O amplificador de alta potência R&S®BBA150 é opcionalmente usado para aumentar o nível de sinal durante os testes irradiados. O teste de desempenho funcional de referência é realizado e os resultados de todos os indicadores-chave de desempenho relevantes (como fluxo de velocidade de transmissão, PER, BLER, desempenho de vídeo e áudio) são registrados. Na próxima iteração, o nível de potência do sinal desejado é reduzido para a condição de extremidade da célula para replicar o pior cenário, e o sinal de interferência é introduzido usando o R&S®SMW200A. O gerador vetorial de sinais R&S®SMW200A é usado para gerar sinais realistas e modulados de interferência eletromagnética de banda larga. O tipo de sinal de interferência usado para testes de coexistência é um assunto bastante debatido. O R&S®SMW200A é um instrumento extremamente eficaz que pode gerar rapidamente qualquer tipo de sinal, em qualquer frequência. O desempenho funcional indicado pelos resultados neste ponto mostrará a divergência em relação aos resultados de referência. Ao realizar os testes de coexistência, é importante monitorar o espectro de RF. Esse monitoramento é listado como uma etapa obrigatória na maioria das normas. O analisador de espectro e sinal R&S®FSVA3000 é usado no sistema de testes para monitorar o espectro de RF. Atualmente, a maioria dos produtos de domótica vem pré-carregada com uma tela de exibição e um sistema integrado de alto-falantes. Esses dois recursos ajudam os usuários a interagir com o produto. Portanto, é extremamente importante testar o desempenho funcional no nível da aplicação na presença de interferência. O dispositivo em teste pode transmitir áudio e vídeo a partir do servidor de streaming do R&S®CMW500 pelo link de WLAN. O software R&S®AdVISE realizará a análise de qualidade de imagem e som em tempo real. O R&S®AdVISE é um produto de software realmente exclusivo que usa qualquer webcam HD e microfone baseados em USB para coletar dados ao vivo a fim de monitorar o desempenho de áudio e vídeo do dispositivo em teste, em tempo real. Os eventos de falha são registrados e documentados automaticamente no relatório de teste.

Sobre a Rohde & Schwarz

A Rohde & Schwarz oferece soluções completas para todos os requisitos de teste e medição de coexistência sem fios de RF. Fabricamos sistemas de teste e medição de ponta com base em nossa vasta e consolidada competência no campo de testes de coexistência sem fios.