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模擬物聯網應用情境 測試長期功耗

  • 魏淑芳
羅德史瓦茲(R&S)資深業務經理曹維陵。

DIGITIMES企劃

物聯網發展至今,其中採用的通訊和連網技術可說是百花齊放,且未來也不可能出現定於一尊的局面。對於物聯網量測儀器廠商來說,要針對哪些技術優先提供量測方案就成為一個「大哉問」。

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R&S推出CMW100無線通信生產測試儀。

「在2015年,就行動通訊技術與物聯網的結合而言,最常被提到的是EC-GSM,然而現在最熱門的技術已是LTE Cat-NB1,或稱NB-IoT,更不用說LP-WAN技術簡直可以說是群雄割據。」羅德史瓦茲(R&S)資深業務經理曹維陵進一步說明,「在這方面,每一項技術,例如LoRa或SigFox都有其主攻的區域和應用區隔,每一市場的規模也就相對較小。」因此量測儀器廠商必須仔細觀察及分析市場動向。

RF測試大同小異 通用機台可滿足

曹維陵指出,「我們觀察到,由於熟悉既有的LTE技術,因此許多物聯網業者傾向採用行動通訊技術,而既有的信號產生器、頻譜分析儀等量測儀器已能滿足相關量測需求。」相對而言,即便LP-WAN技術成本及功耗較低,但由於屬新興技術,仍會形成業者無法輕易跨越的門檻,「不過,R&S也已做好準備,能透過測試附件、編寫波形檔的方式來實現LP-WAN技術的測試需求,讓客戶能在不購置新設備的情況下就能進行測試。」

從測試的角度來看,RF測試部分的變化不大,但是物聯網的確也引出一些新的需求,例如NB-IOT的PSM(Power Saving Mode)測試。「許多物聯網裝置需放在戶外,甚至是置於偏遠地區長達數年以上,因此功耗特性就成為物聯網測試的新重點。」曹維陵解釋說道。

推估十年後功耗  測試新挑戰

然而,不同於手機電源測試可以實際測試數十小時,究竟該怎麼測試物聯網裝置耗電的確能夠撐過三、五年,甚至是十年呢?也就是說,除了測試功耗之外,測試方案還必須能夠模擬裝置使用數年後的功耗情境,這就是物聯網測試的挑戰所在。

不同於一般多測試裝置的總耗電量,R&S在物聯網功耗測試方案中採用精確度高的探棒(Power Probe)結合測試程式,能分別測試裝置在特定應用情境下,例如在路燈應用中,其RF區塊在傳輸、待機等不同條件下的功耗,再以此推估RF元件生命週期內的總耗電量,而針對物聯網應用情境相當多樣化,透過測試程式設定就能模擬待測物所處環境下的電流消耗。再者,為了呈現更精確的測試結果,R&S甚至也將元件老化狀況一併列入測試考量中,這些都是研發端測試需注意的重點。

多裝置測試  加快產線速度

針對產線測試,因應物聯網裝置的大量特性,多裝置(Multi Device)測試是較適合的,例如R&S的CMW100無線通信生產測試儀就能同時測試多達8個裝置,有助於生產速度的提升。

曹維陵強調R&S的機台利用一張板子,以廣播方式傳送一個訊號就能測試4∼8個裝置,「透過程式優化能讓測試持續進行,如此能加快測試速度;加上只有一張板子,所以不會產生板與板之間互相幹擾的問題,這是R&S方案設計的獨到之處。」

CMW100射頻範圍最高到6GHz,能夠連接多達8個射頻埠,優化測試時間和產能,其採用多技術標準解決方案,能支援現有的蜂巢和非蜂巢技術,TS7124射頻屏蔽箱與CMW100的能自定義輻射方向圖,幾乎可以用來測試任何無線通信技術。此外,體體小、重量輕、靜音,以及平均故障間隔時間(MTBF)長等,都是MW100為人稱道的特性。

此外,值得一提的是,R&S在5G量測方面著墨甚多,例如日前已推出第一套採用空中介面 (Over the air;OTA) ,讓研發端和生產端使用者能夠校正待測物 (DUT) 天線埠的輸出功率,並測試波束成形功能的解決方案。

曹維陵表示,「速度較4G LTE快上50,甚至100倍的5G技術,將使得許多物聯網創新應用得以實現。」這些應用包括自動駕駛汽車、醫療裝置及智慧城市等,而R&S布局已久的5G量測方案將能助物聯網一臂之力,迎來一個真正「萬物皆可連」的時代。

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