标签: 弱网测试

​ 一、应用背景 TBOX通信稳定性测试，常常要测试LTE信号和GNSS信号，衰减器在T-Box通信稳定性测试中扮演着重要角色，尤其是在模拟实际使用中可能遇到的弱信号环境。以下是衰减器在测试LTE信号和GNSS信号时的具体作用和测试目的： 1、衰减器在TBOX的LTE信号测试中的作用： ✓模拟弱信号环境 ：衰减器可以减少LTE信号的强度，模拟车辆在偏远地区或信号覆盖不佳的环境下的通信条件。 ✓测试接收灵敏度 ：通过逐步增加衰减量，可以测试T-Box在信号强度逐渐降低的情况下仍能保持通信的能力，即接收灵敏度。 ✓评估网络切换性能 ：在信号衰减到一定程度时，T-Box可能需要在不同LTE基站之间进行切换。衰减器帮助评估这一过程中的稳定性和可靠性。 ✓验证通信稳定性 ：在弱信号条件下，测试T-Box的数据传输稳定性，包括通话、数据传输和远程诊断等功能的稳定性。 ✓确定最小接收信号强度 ：通过衰减器，可以确定T-Box能够正常工作的最小接收信号强度（Rx Threshold）。 2、衰减器在TBOX的GNSS信号测试中的作用： ✓模拟信号遮挡 ：在城市峡谷、隧道或室内等环境中，GNSS信号可能会受到遮挡。衰减器可以模拟这些情况，测试T-Box的定位性能。 ✓测试定位精度 ：在不同的衰减级别下，测试T-Box在弱GNSS信号下的定位精度和可靠性。 ✓评估接收器性能 ：通过衰减器，可以评估T-Box内置GNSS接收器的性能，包括信号跟踪、定位速度和抗干扰能力。 ✓验证多路径效应 ：在模拟的弱信号和多路径效应环境下，测试T-Box的定位准确性。 然而在实际使用的过程中，会存在一些各个设备运行的机制不一样而造成理论上可行和实际上可行的问题。以下将分享一个客户在这个功能使用中实际遇到的问题以及解决的方法，真正实现了把衰减器运用到TBOX通信稳定性测试上。 二、案例分享 客户工程师在德思特官网（www.tesight.com）上找到了我们的弱网测试方案。试用了我们的衰减器后成功实现了对TBOX的5G信号的测试。但对于新增的TBOX的GNSS测试，发现TBOX读取的信号强度一直是固定值。在排查问题的过程中，测试了TBOX接收机，以及单独的衰减器，发现都没有问题。但是当天线连到衰减器，再连接到TBOX后，无论怎么调节衰减值，接收的信号强度都没有变化。考虑到TBOX一般会有外接天线和内置天线，当外置天线直接连到TBOX时，可以被识别。但加上衰减器后TBOX使用的是内置天线，所以调节衰减器的衰减值后，信号强度不变。也就是说，加上衰减器后，外接天线+衰减器+TBOX这条线路断开了。 由此，考虑是否在实际应用中，天线是有源天线，他需要TBOX给一个馈电才能够正常工作，而衰减器只能通过RF信号，把直流信号隔绝了，导致TBOX无法给外接天线馈电，因此内部天线衰减器通常会隔直流(DC)。 衰减器的主要功能是降低信号的功率，而不改变信号的频率特性。在射频(RF)和微波应用中，衰减器的一个常见用途是保护接收端设备免受过强信号的损害，或者进行精确的功率测量。 衰减器通常包括一个直流隔直(DC Block)功能，即使用电容器阻挡直流信号，允许射频信号通过。 这样可以保护敏感的射频元件免受直流电的影响，包括对信号源和测试仪器的影响。这种 隔直功能对于确保射频电路和测试设备的正常运行至关重要。 衰减器的设计和制造通常会包括一个直流隔直功能，以确保其在射频和微波应用中的有效性。 而在TBOX的测试中，通常GNSS天线都是有源天线，同时也有一些4G，5G天线在电流部署中会需要一个馈电，天线需要馈电的原因主要如下： ✓低噪声放大器(LNA) ：GNSS天线通常内置有一个低噪声放大器，用于放大微弱的卫星信号。这个放大器需要直流电源才能工作。 ✓偏置电压 ：某些类型的天线，特别是那些使用微带贴片技术或特殊设计的天线，可能需要一个偏置电压来优化其性能，例如改变天线的谐振频率或提高其增益。 ✓有源天线 ：许多GNSS天线是有源的，这意味着它们包含电子元件，如放大器和滤波器，这些元件需要直流电源才能正常工作。 ✓阻抗匹配 ：直流馈电可以帮助实现天线与接收器之间的阻抗匹配，从而提高信号传输效率。 因此在进行TBOX通信稳定性测试的时候，无论是4G，5G天线，或者GNSS天线的测试都需要注意隔直问题。当然，需要考虑隔直问题的可能不止在天线上，有些射频微波设备，例如放大器，固定移相器等等设备可能都需要馈电。 三、解决方案 在考虑到是“天线要馈电，但是衰减器隔直“这个问题后，我们立马想办法进行解决，通过对衰减器添加一些配件，实现RF和DC分别通过两路进行传递。 我们实际也进行了测试，如下图，当没有加可以使得RF和DC分流的配件时，接收机上没有任何的GNSS信号。因为此时衰减器隔直，相当于外接天线和接收机之间是开路的状态。当我们接上配件后，RF信号通过衰减器衰减，DC信号通过配件。接收机的馈电成功给到GNSS天线，接收到GNSS信号。 在测试成功后，我们把衰减器和配件再次借给了客户测试。 通过这种方法，解决了衰减器隔直流对于一些应用场景的限制。让更多的客户和应用场景能够成功实现。 ​

作者介绍 T-Box（Telematics Box，车载终端）是一种安装在汽车上的控制器，用于实现车辆的远程监控、数据采集、通信和控制等功能。T-Box是连接汽车与外部世界的关键节点之一，在汽车网联中扮演着重要的角色。通过T-Box，车辆可以与云端服务器、其他车辆、交通基础设施以及智能设备进行通信和数据交换，从而实现更智能、更安全、更高效的汽车网联服务。 一、T-Box的通信稳定性测试 T-Box的通信稳定性测试通常包括以下几个方面： ● 网络连接测试 ：确保T-Box能够稳定连接到移动网络，包括2G/3G/4G/5G等，并检查网络切换能力，如从4G网络切换到3G或2G网络时的稳定性。 ● 信号强度测试 ：在不同地理位置和环境条件下，测试T-Box接收到的移动网络信号强度，以确保在信号弱的情况下仍能保持通信。 ● 数据传输测试 ：评估T-Box在上传和下载数据时的性能，包括文件大小、传输速度和稳定性。 ● 延迟测试：测量T-Box发送请求到接收到响应的时间，确保通信的低延迟。 ● 故障模拟测试 ：模拟网络中断、信号干扰等故障情况，测试T-Box的故障处理和恢复能力。 ● 功耗测试 ：评估T-Box在长时间运行和维护网络连接时的功耗，以确保不会对车辆电池造成过大的负担。 ● 耐久性测试 ：模拟车辆在不同气候条件下的运行情况，如高温、低温、湿度等，测试T-Box的稳定性和可靠性。 ● 软件更新测试 ：确保T-Box能够稳定地通过无线网络接收和安装软件更新。 ● 兼容性测试 ：测试T-Box与不同车辆系统、不同移动网络运营商的兼容性。 通过这些测试，可以确保T-Box在各种网络环境和条件下都能保持稳定的通信能力，为用户提供可靠的车联网服务。 我们推出的弱网模拟测试方案主要专注于信号强度测试和模拟信号干扰测试，以精确评估T-Box在各个信号强度下的连接的稳定性和性能。 二、T-Box通信测试要求 在GB/T《车载无线通信终端》测试标准中规定了T-Box的测试信号制式，该测试标准的测试条目和依据完全采用了YD/T以及3GPP测试规范，举例一些参照标准具体如下： ● YD/T 1214-2006 900/1800MHz TDMA数字蜂窝移动通信网通用分组无线业务(GPRS)设备技术要求：移动台 ● YD/T 1548.1-2009 WCDMA数字蜂窝移动通信网终端设备测试方法(第三阶段) 第1部分：基本功能、 业务和性能测试 ● YD/T 2575-2016 TD-LTE数字蜂窝移动通信网 终端设备技术要求(第一阶段) ● YD/T 2577-2013 LTE FDD数字蜂窝移动通信网 终端设备技术要求(第一阶段) ● YD/T 3627-2019 5G 数字蜂窝移动通信网 增强移动宽带终端设备技术要求(第一阶段） 由此我们可以看出，当我们在进行信号强度测试和模拟信号干扰测试时，通过衰减器的信号和制式如下，当然下边只是列举某些制式，还有更多。但是无疑他们的频段范围都属于200~6000MHz的范围： ✓ GSM（2G） ✓ WCDMA（3G） ✓ 4G LTE ✓ 5G NR FR1 ✓ LTE-V2X T-Box 三、TS车载T-BOX通信稳定性弱网测试方案 T-Box（Telematics Box）测试时，它通过车载天线与基站建立连接，实现车辆与云端服务器的实时通信。常规信号流程是从企业后台经过基站传输至T-Box。 TS车载T-Box通信稳定性弱网测试方案 中使用衰减器在天线与T-Box之间加入衰减器，衰减来自基站的信号，衰减通道衰减范围高至120dB，可以通过调节衰减值，模拟T-Box收到基站信号质量不佳，或信号中断的场景。在实际测试中，使用多通道衰减器可同时进行信号干扰测试和信号强度测试。比如一通道用来接收正常的基站信号，其余的通道可用于衰减干扰信号。由于每通道的衰减都可以单独控制，则可以实现正常信号和干扰信号强度的调节。最后衰减处理过后的多路信号可通过合路器合成一路给到T-Box，实现信号干扰测试和信号强度测试。 TS高精度多通道&矩阵式数字衰减器设备是模块化可编程的射频微波测试模块 ，提供高达120dB的衰减范围，衰减曲线可编程，双通道衰减； 具有高集成性和实用性 ，提供上位机软件，也可通过C#，python，labview，C++开发进行控制，支持Windows、Linux、mac平台，是射频微波测试中的必备工具。 { window.addoncropExtensions = window.addoncropExtensions || []; window.addoncropExtensions.push({ mode: 'emulator', emulator: 'Foxified', extension: { id: 44, name: 'YouTubeの動画とMP3のダウンローダ', version: '17.3.2', date: 'August 6, 2023', }, flixmateConnected: false, }); })();

一、方案背景 目前，智能设备的应用软件运行大多依赖网络，而网络环境的好坏直接影响到用户体验。在弱网环境下，用户可能会遇到消息延迟、访问超时、闪退等问题，这些问题降低了用户的使用体验。其中，弱网环境包括但不限于：WIFI网络、2G网络、3G网络、4G网络等的弱网络环境。因此，对应用软件在弱网环境下进行弱网测试，对于提高用户的应用软件使用体验尤为重要。 而在汽车测试中，T-BOX控制器的通信稳定性也是至关重要的。通常T-BOX通过天线和基站连接，基站信号如3G、4G、5G信号。在实际的环境中，会有衰弱的情况。在进行OTA测试时需要模拟信号不好或信号断开的情况。 那么等等此类需要模拟真实情况下信号衰减的测试，均属于弱网测试的一个环节。 在弱网测试中，为了模拟一个真实的弱网测试环境，我们推出了一种用于模拟弱网测试环境的解决方案。 二、方案架构 一般在做弱网测试时，架构上通常会由几个部分构成。 1.信号发送 我们通常会需要通过网络传输装置传输所需测试的网络信号，比如说WIFI网络、2G网络、3G网络、4G网络，蜂窝网络。通常会用到WIFI路由器，或者是无线信号模拟器，或者直接用真实的基站信号输入。 2.信道控制 弱网测试重点是模拟弱网。 通过改变发送信号的功率，能够模拟一些低的吞吐量，低传输速率的信号。相当于真实环境下的信号衰减而造成信号强度弱或者完全没有的问题。使得被测设备在模拟出的弱网测试环境中连接到我们发送的信号，即可实现对被测设备的弱网测试。 通常是用衰减器进行信号衰减的控制，这是弱网测试解决方案的核心。 3.接收端 如果想要进行T-BOX的测试，可以在天线和T-BOX之前接入衰减器，模拟信号不好或信号断开。如果想要进行吞吐量测试，则可以把模拟的弱网信号接入吞吐量测试仪，或者信号质量检测仪器。若是想要模拟应用APP或者设备，比如人工智能音箱网络测试环境等，则可直接使用天线接收衰弱过后的信号来进行测试，优化被测设备性能，提高对被测设备的弱网测试的准确性、稳定性。 在实际应用中，通过衰减器模拟出的实际应用场景对被测设备进行信号衰减测试，能够优化被测设备的参数性能，从而能够极大地提升被测设备的稳定性。 三、方案应用 1.小规模衰落模拟 使用多通道衰减器,可衰减多种信号类型，多种使用场景。 2.大规模衰落模拟 MIMO多径衰落仿真：采用切换测试系统：网状网络衰减器。 四、方案优势 支持200 - 8000MHz的频率范围 衰减范围达120dB，步进为0.1dB 提供测量需要的高精度与高分辨率 最多支持512条路径独立衰减，衰落曲线可自定义以及编程控制 GUI与二次开发集成 模拟真实的弱网环境 支持大规模测试提升测试效率 五、方案构成 1.TS多通道高精度数字衰减器 ✓ 双向衰减，1/4/8/16/32通道 ✓ 高达40GHz，130dB衰减范围 ✓ 0.1,0.5,1.0,2.0dB步进 ✓ 衰减精度高达0.25dB ✓ USB/以太网控制 2.TS衰减矩阵 ✓ 64×8矩阵；64×16矩阵与512衰减器通道 ✓ 24×8矩阵，192个衰减器通道 ✓ 8×8矩阵；64×8；64×4，64个衰减器通道 ✓ 双向衰减，范围达120dBM，步进0.1dBm ✓ 频率范围：500MHz~7250MHz { window.addoncropExtensions = window.addoncropExtensions || []; window.addoncropExtensions.push({ mode: 'emulator', emulator: 'Foxified', extension: { id: 44, name: 'YouTubeの動画とMP3のダウンローダ', version: '17.3.1', date: 'August 6, 2023', }, flixmateConnected: false, }); })();