物联网产品最佳射频性能的高效测试技术

IoT 解决方案在暴露于各种环境条件时具有特定于应用程序的可靠性。例如，安装在公寓地下室的智能电表必须应对恶劣的覆盖条件。因此，人们对可靠性、性能和长期可用性的期望非常高，而连接性是成功的关键因素。任何未能以可靠、及时和节能的方式传达有关事物状态的信息都可能导致高成本、用户满意度不足以及对人或事物的物理损坏。

物联网系统的复杂架构及其独特特性要求对所有系统组件进行各种类型的测试。在嘈杂的环境中，必须确保任何物联网产品的可靠通信。

射频测试：

通信范围和延迟是衡量任何物联网产品性能的两个主要因素。为了确保产品满足范围和延迟要求，射频测试起着非常重要的作用。

1. 范围测试： – 在特定射频条件下的设备范围测试。

一些新兴的物联网应用需要在网络的“边缘”进行协调的实时分析，这可以通过使用需要计算规模和数据量/速度的算法来实现。但是，连接这些边缘设备的网络通常无法提供足够的功能、带宽和可靠性。因此，范围测试对于任何物联网应用都非常重要。

范围测试场景 – LOS（视线）：检查室内和室外模块，以确定周围环境对信号的影响。

LOS 测试：

找出两个物联网设备的最大健康通信范围

发射器和接收器应处于相同的高度 5 米

数据通信应检查两端

图 1 – LOS 测试场景

LOS 测试 – 观察可能性

信号强度随传输介质上的距离而下降

当信号碰到比信号波长更大的表面时，就会发生反射

当信号被锋利的边缘阻挡时发生衍射

接收到的信号必须具有足够的强度，以便接收器中的电路可以解释信号

信号必须保持高于噪声的水平才能接收到无误

2. 性能和延迟测试

测试物联网设备的整体通信行为在产品生命周期的所有阶段都很重要，以确保功能正常、电池寿命长和高性能。从几分钟到几微秒的延迟要求与功耗和电池寿命有关。

要执行延迟测试，需要使用 LOS 测试确定健康的通信范围。查找平均响应时间（将数据从一个设备多次发送到另一个设备）将涵盖复杂的方面，如时序分析、负载测试、实时流分析和限时输出，在数据量、速度、多样性和准确性的极端情况下。有两种类型的延迟测量：

转发延迟 当任何协调器设备向终端设备发送任何命令时，命令的响应时间为前向延迟

反向延迟 当任何终端设备（传感器设备）向协调器设备发送确认时，它是反向延迟

对于动态环境：与在定义环境中执行的应用程序测试不同，物联网具有非常动态的环境，具有数百万个传感器和不同的设备以及智能软件。因此，查找所需的数据包可能是一个挑战。在任何时间点：

许多设备可能同时传输单独的数据

单个数据包可以在多跳路由上多次传输

实时复杂性： 物联网应用程序可以有多个实时场景，其用例非常复杂。网络形成分析涉及验证以下内容：

设备是否已加入网络？

设备如何以及在何处加入网络？

网络路由是否可以接受？

第三方设备拥有的相关子系统和组件

用于创建测试用例和数据的复杂用例集

硬件质量和准确性

环境中的界面

安全和隐私

强烈建议对所有物联网设备进行射频性能测试，以确保产品即使在嘈杂的环境中也能保持高性能。

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审核编辑：郭婷