ZigBee测试与协议分析.doc

无线通信在嵌入式系统中的应用讲座(28)ZigBee测试与协议分析前言ZigBee协议栈包括物理层协议[2007(以及其他的ZigBee网络协议)],本文将从这两方面来了解这些协议,通过介绍如何捕获,如何理解关键参数,使得我们得以深层次剖析ZigBee技术,有了这些本质性的认识,对于分析解决无线产品应用问题,会有很大的帮助。物理层分析ZigBee的物理层为,定义了ZigBee底层的调制编码方式,这些规约大多是芯片设计者需要关心的,对于应用开发来说,我们更关心的是衡量一个芯片一个射频系统好坏的一个参数,在过去的文章中,我们了解过了输出功率,接收灵敏度和链路预算等参数,这一次我们更深入的去了解一个调制质量的参数:EVM。EVM指的是误差向量(包括幅度和相位的失量),表征在一个给定时刻理想无误差基准信号与实际发射信号的向量差,如Error!,从EVM参数中,我们可以了解到一个输出信号的:幅度误差;相位误差。标准信号标准信号矢量误差EVM图1矢量误差EVM示意图EVM是衡量一个RF系统总体调制质量指标,定义为信号星座图上测量信号与理想信号之间的误差,它用来表示发射器的调制精度,调制解调器、PA、混频器、收发器等对它都会有影响。图2EVM数据和眼图了解完这个参数之后,我们看看实际测试中,是如何获取EVM参数的。ZigBee物理层的测试,在产品研发、生产和维护阶段,分别使用以下三种仪器测试:,需要使用带协议解析的频谱仪,最好是自带相应协议插件的仪器i,可以使用安捷伦PXAN9030A频谱分析仪+8960B插件[选配了ZigBee分析插件]。这些仪器可以测试出ZigBee调制信号的星座图,实时数据和眼图等信息,在芯片级开发过程中,需要考量高频电容电感以及滤波器等的单个及组合性能,特别需要注意的是ZigBee信号的临道抑制参数,利用PXAN9030A的高分辨率,可以查看点频的带外信号,这些细节在更换射频器件供应商时,需要仔细测量,一般数字电路抄板比较容易,因为器件性能的影响不是很大,只要值和封装对了就可以,但是射频前端的设计上,即使原样的封装、容值和感值,供应商不一样,射频参数也是不一样的,板材的选用也极大的影响着阻抗匹配,因此复制和再开发都有较大难度。合格的测试工具,加上有质量保证的射频器件供应商资源,方能真正具备RF设计能力。,不可能将实验室的研发测试仪器搬到工厂,因此,需要便携小巧的测试设备,这时可用罗德与斯瓦茨公司的热功率探头,如NRP-Z22,,保证能够输出公差允许的功率信号即可,因为在生产中,射频器件的焊接不良、馈线连接头的接触不良,都会造成输出功率的下降甚至消失。需要注意的是,探头非常容易被静电损坏,必须要带上防静电手套进行操作,返修过程如需要经过德国,则时间长,经费也不便宜,不是很严重的损坏倒是可以在深圳维修中心处理。图4罗德斯与瓦茨公司NRP-,ZigBee节点已经安装到现场,不能挨个拆下来测试,并且周围的电磁环境也是没办法在单个节点上检测到,这时就需要手持式的频谱仪进行现场勘查了,例如安捷伦公司的N9912A手持式频谱仪。使用该频谱仪,可以完成无