Signal Hound VSG25A et intégration du logiciel Spike : Cas d'application dans les tests d'appareils 5G sous 6 GHz

Intégration du Signal Hound VSG25A et du logiciel Spike : Cas d'application dans les tests de dispositifs 5G Sub-6 GHz

Dans le processus de R&D des dispositifs terminaux 5G Sub-6 GHz (tels que les smartphones, les CPE et les modules IoT industriels), la génération de signaux efficace et précise ainsi que l'analyse en temps réel sont essentielles pour accélérer l'itération des produits. Un fabricant de matériel de communication sans fil de taille moyenne a rencontré des défis dans son flux de travail de test des dispositifs 5G : les configurations de test traditionnelles exigeaient une opération séparée des générateurs de signaux et des analyseurs de spectre, entraînant une synchronisation de paramètres fastidieuse, un retour de données retardé et une faible efficacité de test. Pour résoudre ces problèmes, le fabricant a adopté le générateur de signaux vectoriels Signal Hound VSG25A, qui est profondément intégré au logiciel d'analyse RF Spike, formant une plateforme de test unifiée pour la vérification des performances des dispositifs 5G Sub-6 GHz. Ce cas détaille comment l'intégration transparente du VSG25A et du logiciel Spike optimise le flux de travail de test et améliore l'efficacité de R&D.

1. Contexte et défis

Le fabricant développait un module IoT industriel 5G Sub-6 GHz prenant en charge la bande 3,5 GHz (N78) et la bande 4,9 GHz (N79), ciblant les scénarios de communication sans fil des usines intelligentes. Lors de la phase de test de R & D, l'équipe a rencontré trois défis clés :

• Configuration de test complexe et synchronisation des paramètres : La configuration de test précédente utilisait des générateurs de signaux discrets et des analyseurs de spectre de différents fournisseurs. Les ingénieurs devaient configurer manuellement les paramètres du signal (fréquence, type de modulation, puissance) sur le générateur de signaux et définir séparément les paramètres d'analyse (plage, RBW, mode de démodulation) sur l'analyseur de spectre. Cela non seulement augmentait la complexité de l'opération, mais aussi causait facilement une incohérence des paramètres, entraînant des résultats de test inexacts.,

• Faible efficacité de la rétroaction en temps réel: Lors de l'optimisation de la sensibilité du récepteur et des performances de démodulation du module IoT, les ingénieurs devaient ajuster à plusieurs reprises les paramètres du signal et observer les résultats d'analyse. La configuration discrète nécessitait de basculer entre deux ensembles d'interfaces logicielles, entraînant un long cycle de rétroaction (chaque ajustement de paramètre et vérification des résultats prenaient environ 15 minutes), ralentissant sérieusement la vitesse d'itération de la R & D.

• Difficile corrélation et rapport de données: Les données de test du générateur de signaux et de l'analyseur de spectre étaient stockées séparément, nécessitant un classement manuel et une analyse de corrélation. Cela non seulement augmentait la charge de travail du traitement des données, mais aussi entraînait facilement des pertes ou des erreurs de données, affectant l'exactitude des rapports de test et la fiabilité de l'évaluation des performances du produit.

Le fabricant avait urgent besoin d'une solution de test capable de réaliser le contrôle unifié de la génération et de l'analyse de signaux, l'ajustement et le feedback en temps réel des paramètres, ainsi que l'intégration automatique des données. Après évaluation, le générateur de signaux vectoriels Signal Hound VSG25A (associé à l'analyseur de spectre SA124B) et le logiciel Spike ont été sélectionnés, en exploitant leurs avantages d'intégration profonde pour construire une plateforme de test 5G efficace.

2. Conception de la solution d'intégration

Le cœur de la solution réside dans l'intégration transparente entre le VSG25A et le logiciel Spike, qui permet le contrôle unifié, la synchronisation des paramètres et l'analyse conjointe des données des chaînes de génération et d'analyse de signaux. La configuration de test spécifique et la logique d'intégration sont les suivantes :

2.1 Configuration matérielle

Le système de test se compose de quatre composants clés : le générateur de signaux vectoriels Signal Hound VSG25A, l'analyseur de spectre Signal Hound SA124B, le DUT (Dispositif sous test : module IoT industriel 5G) et une station de travail Windows 10. Le VSG25A est connecté à la station de travail via USB 3.0 pour l'alimentation et la communication de données ; le SA124B est également connecté à la station de travail via USB pour réaliser la collecte en temps réel des signaux transmis par le DUT et des signaux de sortie du VSG25A ; le port de sortie RF du VSG25A est connecté au port d'entrée RF du DUT (via un atténuateur de 20 dB pour protéger le DUT), et le port de sortie RF du DUT est connecté au port d'entrée RF du SA124B. Cela forme un système de test en boucle fermée couvrant la génération de signaux, la transmission par le DUT et l'analyse de signaux.

2.2 Avantages clés de l'intégration logicielle

Le logiciel Spike sert de centre de contrôle unifié, réalisant trois fonctions clés d'intégration avec le VSG25A :

• Configuration unifiée des paramètres : Les ingénieurs peuvent définir à la fois les paramètres de génération de signal du VSG25A (fréquence, type de modulation, puissance de sortie, bande passante) et les paramètres d'analyse du SA124B (fréquence centrale, plage, RBW, norme de démodulation) dans une seule interface Spike. Lors du changement de bandes de test (par exemple, de N78 à N79), le logiciel synchronise automatiquement les paramètres de fréquence centrale et de bande passante du VSG25A et du SA124B, évitant ainsi les erreurs manuelles.

• Affichage coenregistré de données en temps réel : Le logiciel Spike affiche simultanément la forme d'onde du signal de sortie du VSG25A, les résultats de démodulation du signal reçu par l'équipement sous test (EVM, BER) et le spectre du signal émis par l'équipement sous test dans la même interface. Les ingénieurs peuvent ajuster en temps réel les paramètres du signal du VSG25A (tels que l'ajout de bruit de canal, l'ajustement de l'ordre de modulation) et observer immédiatement les changements dans les indicateurs de performance de l'équipement sous test, réalisant ainsi une rétroaction instantanée.

• Enregistrement et Rapport Automatique de Données: Le logiciel corrèle et enregistre automatiquement les paramètres de configuration du VSG25A, les données d'analyse du SA124B et les indicateurs de performance de l'équipement sous test (DUT). Il prend en charge l'exportation en un clic des rapports d'essai au format CSV/Excel, y compris les paramètres de configuration, les résultats d'essai et les captures d'écran des formes d'onde, réduisant considérablement la charge de travail de traitement manuel des données.

3. Processus de Mise en Œuvre et Scénarios d'Essai Clés

L'équipe a utilisé le système intégré VSG25A-Spike pour effectuer deux scénarios d'essai essentiels du module IoT industriel 5G : les tests de sensibilité du récepteur et les tests de performance de démodulation dans des conditions de signaux complexes. Le processus de mise en œuvre spécifique est le suivant :

3.1 Tests de Sensibilité du Récepteur,

1. Configuration des paramètres unifiée dans Spike: Les ingénieurs ont ouvert le logiciel Spike et ont sélectionné le mode de test "5G NR". Dans le panneau de contrôle intégré, ils ont défini les paramètres du signal de sortie du VSG25A : fréquence = 3550 MHz (bande N78), type de modulation = QPSK, largeur de bande de canal = 100 MHz et puissance de sortie initiale = -100 dBm. Simultanément, le logiciel a automatiquement configuré les paramètres d'analyse du SA124B : fréquence centrale = 3550 MHz, plage = 120 MHz, RBW = 100 kHz et norme de démodulation = 3GPP TS 38.101.

2. Ajustement progressif de la puissance et surveillance en temps réel: Grâce à la fonction "Auto Power Sweep" de Spike, le logiciel a contrôlé le VSG25A pour augmenter progressivement la puissance de sortie par pas de 1 dB. À chaque niveau de puissance, Spike a affiché en temps réel la force du signal reçu par l'équipement sous test (RSRP) et le taux d'erreur binaire (BER) grâce à la collecte de données du SA124B. Lorsque le BER est tombé à 1e-6 (seuil standard pour la sensibilité du récepteur), le logiciel a automatiquement enregistré la puissance de sortie correspondante du VSG25A comme valeur de sensibilité du récepteur.

3. Enregistrement des données et génération de rapports: Après le test, Spike a automatiquement généré un rapport de test de sensibilité, y compris la courbe de balayage de puissance, la valeur finale de sensibilité (-98 dBm) et les données RSRP et BER correspondantes. Le rapport pouvait être directement utilisé pour l'évaluation de R&D sans collation manuelle.

3.2 Test de performance de démodulation sous signaux complexes

Pour simuler l'environnement de signal 5G complexe dans les usines intelligentes (avec interférence multi-trajet et bruit), l'équipe a utilisé le système intégré pour générer des signaux composites et tester la performance de démodulation de l'équipement sous test :

4. Génération de signaux complexes via Spike: Dans le logiciel Spike, les ingénieurs ont configuré le VSG25A pour générer un signal composite 5G NR contenant le signal principal (3550 MHz, 64QAM) et deux signaux perturbateurs (3555 MHz et 3545 MHz, chacun avec une puissance 10 dB inférieure au signal principal). Ils ont également ajouté du bruit blanc gaussien additif (AWGN) au signal via la fonction de génération de bruit intégrée de Spike, en réglant le rapport signal à bruit (SNR) à 15 dB.

5. Analyse de démodulation en temps réel: Le VSG25A envoie le signal composite au DUT, et le SA124B collecte le signal de sortie démodulé du DUT. Le logiciel Spike analyse en temps réel la magnitude du vecteur d'erreur (EVM) du signal de sortie du DUT (un indicateur clé de la performance de démodulation) et affiche la carte de distribution de l'EVM dans la même interface que les paramètres de configuration du signal du VSG25A. Lorsque les ingénieurs ajustent le rapport signal sur bruit (SNR) du signal de sortie du VSG25A (par exemple, en le réduisant à 10 dB), ils peuvent immédiatement observer le changement de l'EVM (de 3,2 % à 5,8 %) dans Spike, réalisant ainsi une rétroaction en temps réel sur la performance anti-bruit du DUT.

6. Optimisation des paramètres et réessai: Sur la base des résultats d'analyse en temps réel, l'équipe de R&D ajuste les paramètres de l'algorithme de démodulation interne du DUT et utilise le système intégré pour effectuer un nouveau test immédiatement. L'interface unifiée et la fonction de synchronisation des paramètres permettent à chaque itération d'optimisation d'être terminée en 3 minutes, accélérant considérablement le processus d'ajustement de l'algorithme.,

3. Résultats et valeur apportée

L'intégration transparente du VSG25A et du logiciel Spike a apporté des améliorations significatives au flux de travail de test de R & D des dispositifs 5G du fabricant :

• Amélioration de 60 % de l'efficacité des tests : La configuration unifiée des paramètres et la rétroaction de données en temps réel ont réduit le temps de chaque itération de test de 15 minutes (configuration discrète) à 6 minutes. Le test de sensibilité du récepteur pour deux bandes (N78 et N79) a été terminé en 2 heures, contre 5 heures avec la configuration précédente.

• Réduction des erreurs humaines : La synchronisation automatique des paramètres entre le VSG25A et le SA124B a éliminé les erreurs de non-correspondance des paramètres, réduisant la déviation des résultats de test de ±3 dB à ±0,5 dB. La fonction d'enregistrement et de rapport de données automatiques a également réduit les erreurs de traitement des données de 90 %.,

• Itération accélérée de la R&D: La rétroaction en temps réel des performances de démodulation sous signaux complexes a permis à l'équipe de R&D d'optimiser l'algorithme de démodulation de l'équipement sous test en 1 semaine, contre 2 semaines auparavant. Cela a raccourci le cycle global de R&D du module IoT industriel 5G de 30%.

• Coût de test réduit: Le système intégré VSG25A-Spike a remplacé la nécessité d'utiliser plusieurs instruments discrets coûteux, réduisant l'investissement initial dans l'équipement de test de 40%. En même temps, l'opération simplifiée a réduit le coût de formation des ingénieurs de test, car ils n'ont besoin de maîtriser qu'une seule interface logicielle au lieu de plusieurs.

4. Principales conclusions

Ce cas démontre la valeur essentielle de l'intégration transparente entre le Signal Hound VSG25A et le logiciel Spike : il abolit les barrières entre la génération et l'analyse de signaux dans les flux de travail de test traditionnels, permettant un contrôle unifié, une rétroaction en temps réel et une intégration automatique des données. Pour les équipes de R&D de dispositifs 5G, cette intégration améliore non seulement l'efficacité et la précision des tests, mais accélère également l'itération des produits et réduit les coûts de R&D.

Au-delà des tests 5G Sub-6 GHz, la solution intégrée VSG25A-Spike peut également être appliquée aux tests de dispositifs de communication sans fil Wi-Fi 6E/7, IoT et autres. Son fonctionnement convivial et son optimisation efficace du flux de travail en font un choix idéal pour les fabricants de petite et moyenne taille, les laboratoires de recherche universitaire et les équipes de R&D ayant des exigences élevées en matière d'efficacité des tests et de contrôle des coûts. Le succès de ce cas confirme encore que l'intégration approfondie du matériel et du logiciel est une tendance importante dans les tests RF modernes, apportant une valeur concrète à l'écosystème de R&D en communication sans fil.