Simule una mala recepción de teléfono celular en el laboratorio

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

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

Me cuesta mucho duplicar los problemas en el laboratorio porque la recepción de la celda aquí es demasiado buena. Incluso si no hay una antena enchufada en el módem, ¡todavía es capaz de conectarse a la red celular de Internet!

Por lo tanto, estoy buscando la mejor manera de impedir que mi módem piense que tiene una mala recepción.

Un pensamiento que tuve fue cortar el cable coaxial de la antena y soldar una resistencia entre la cubierta del gnd y el conductor central. ¿Funcionaría esto? ¿Qué tamaño de resistencia tendría sentido? Probablemente una resistencia de valor bastante bajo (digamos 50 ohm?)

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

En circunstancias normales, ¿está el corto ubicado dentro de la antena? Si es así, ¿no estaría el conductor central del cable coaxial siempre a un potencial de tierra (es decir, durante la recepción)?

EDITAR:

Gracias por las respuestas. ¡Tengo una gran caja de metal sentada en mi escritorio lista para montar el DUT (gracias por el acrónimo @Ali Chen) mañana!

    
pregunta macdonaldtomw

6 respuestas

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Para "simular" una recepción celular más pobre, puede utilizar atenuadores de RF entre la placa y la antena. Se componen de resistencias múltiples que construyen una red que atenuará la potencia de RF de manera muy predecible, tanto en RX como en TX, mientras mantiene la impedancia de RF del autor como se ve desde el módem y la antena. Tienen una clasificación de potencia limitada.

No ejecute su módem con su salida de RF abierta o en cortocircuito. Al amplificador de RF no le gustará eso, en absoluto.

Los pequeños atenuadores con enchufes SMA suelen costar entre 10 y 20 € ( enlace ). El SARA-U260 puede irradiar un máximo de 33dBm (2W) máximo, menos en promedio. Comience a disipar la mayor parte de la energía con un atenuador 2 o 3dB (clasificado para 1W) conectado en el lado del módem y luego puede agregar más atenuadores para reducir aún más la energía y finalmente conectar su antena. Los sistemas sin antenas pueden comportarse de forma errática, y los atenuadores no son un gran sustituto de las antenas.

Para atenuaciones grandes (> 40 dB de atenuación, diría yo) apilar atenuadores no es una solución, ya que la potencia de RF siempre se filtra dentro y fuera de un módem de otra manera que no sea el puerto de la antena (pequeñas secciones de rastreo de RF en su PCB, fuente de alimentación, etc). Luego, necesita una caja blindada de RF (como enlace ) con algunos atenuadores dentro de la caja, y algunos atenuadores fuera de la caja. Su módem se coloca dentro de la caja, su antena se queda afuera y la caja está equipada con conectores de RF para llevar las señales dentro y fuera de la caja de manera controlada.

Si tiene un presupuesto para ello, media docena de atenuadores fijos, una caja blindada y un atenuador variable (por ejemplo, enlace ) puede ser muy conveniente para simular la RF dinámica Condiciones de forma controlada.

Si la mala recepción se debe a fuentes de interferencia cercanas, necesitará un generador de señales de RF (más una "T" de RF y quizás una caja de aislamiento) para emular ese problema. Esto no es barato.

    
respondido por el Sylvain
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Normalmente, la prueba y la depuración de WWLAN se realizan en jaulas con protección electromagnética en laboratorios cuando las señales de la torre externa (o los repetidores / re-traductores locales 3G-4G) son demasiado fuertes. Las pruebas se realizan generalmente con instrumentos especiales como Agilent LTE tester , que tiene todas las capacidades para cambiar los niveles de señal y simular una recepción débil. En funcionamiento normal, el comprobador LTE está conectado en lugar de la antena en el dispositivo bajo prueba (DUT), sin pasar por las antenas propias del DUT. Alternativamente, puede conectar una antena simple en una dirección directamente a la salida del Probador LTE y usar la antena natve DUT, pero luego deberá controlar la distancia y realizar la recalibración del canal de RF.

Tenga en cuenta que el problema puede no estar en su software / firmware, sino en HARDWARE. Los dispositivos inalámbricos normalmente utilizan el Control Automático de Ganancia no solo en el canal del receptor, sino también en el canal del transmisor. Cuando la recepción es débil, el DUT asumirá con razón que está lejos de la torre celular y, por lo tanto, DEBE utilizar una potencia de transmisión más alta. El poder de las ráfagas de transmisión puede ser de hasta 1 a 5 W, lo que interferirá con el diseño de la placa, y si el diseño de la PCB se realiza de manera deficiente, puede interrumpir todas las demás funciones del DUT, todos los demás sensores, etc.

    
respondido por el Ale..chenski
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RF es complicado.

No me metería con la antena, creo que el producto debería probarse en su configuración final. La razón de esto es simple: cuando la recepción es realmente mala, su transmisor aumentará su potencia hasta su valor máximo, y TENDRÁ interés en saber si las cantidades (bastante grandes) de RF que arrancará afectarán a su micro, corrupto sus sensores analógicos, o cualquier otra cosa que la magia negra RF pueda hacer en circuitos de espectadores inocentes.

Desde el punto de vista de los chips en su PCB, su módulo GSM que genera unos pocos vatios de RF es como un mini arma nuclear ... más que suficiente para cualquier opamp go bonkers.

¡Realmente, realmente quieres probar eso, y modding la antena para una menor eficiencia NO lo logrará!

Sugiero colocar todo el producto dentro de una jaula de Faraday, como un horno de microondas, una olla a presión o algo así:

Tambiéndisponibleentransparente...

Ahora, si pasas cables a través de tu jaula de Faraday, entonces la RF se moverá sobre ellos, y necesitarás usar filtros de alimentación adecuados, y básicamente hacerlo correctamente, lo que supongo que no es el punto.

Como solución alternativa: realice la prueba en el sótano de su edificio.

    
respondido por el peufeu
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La mala recepción no solo puede provenir de una señal baja, sino también de la distancia a la torre celular.

Especialmente, GSM solo está diseñado para recorrer más de 35 km. De lo contrario, el "avance de temporización" entre el remitente y el receptor de la señal de RF sería demasiado grande para el protocolo en uso.

Consulte enlace y otros recursos para obtener más información al respecto.

Esto es difícil de simular sin el equipo adecuado. Probablemente debería contratar un laboratorio para esto. Las grandes empresas de telecomunicaciones tienen tales capacidades de prueba.

    
respondido por el Marcel
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Algunas posibilidades:

  1. Conecte la antena a una carga ficticia
  2. Use un atenuador de pasos entre la antena y la radio usando un cable coaxial con doble protección
  3. Realice sus experimentos en una habitación / recinto blindado

Tenga en cuenta que un atenuador adecuado no es una resistencia simple. Consiste en una almohadilla resistiva que tiene entradas y salidas adaptadas a la impedancia. Mire hacia arriba el atenuador resistivo T pad. La mayoría se especifican como dBs de atenuación. Las versiones escalonadas con > 100 dB de atenuación están disponibles como accesorios de laboratorio. Utilícelos con cable coaxial blindado doble o cuádruple para reducir las vías de fuga.

    
respondido por el Glenn W9IQ
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En las pruebas de campo, su dispositivo se ve afectado por problemas ambientales (¿técnicamente geográficos?), no por problemas con el dispositivo en sí. Entonces, ¿por qué no aislar el dispositivo con algún bloqueo físico, como paredes o cajas metálicas (de las respuestas anteriores)?

Algunos edificios tienen antenas telefónicas integradas (como sea que las llames), ¿así que quizás pruebes tu dispositivo en otro lugar?

    
respondido por el See Jian Shin

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