1 引言
無線網路是乙個龐大的家族，各種無線技術都有不同的應用。發展至今，無線網路也各不相同。與藍芽技術一樣，zigbee也是一種短距離無線通訊技術。
作為低傳輸資料速率下的各種電子裝置之間的無線通訊技術，zigbee名字**於蜂群使用的賴以生存和發展的通訊方式，蜜蜂通過跳zigzag形狀的舞蹈來通知發現的新食物源的位置、距離和方向等資訊，以此作為新一代無線通訊技術的名稱。zigbee過去又稱為「homerf lite」，「rf-easylink」或「firefly」無線電技術，目前統一稱為zigbee技術。
2 zigbee相關技術及測試需求
根據ieee 802.15.4標準，zigbee工作的頻段是免費開放的，分別為2.
4ghz（全球），915mhz（美國）和868mhz（歐洲），根據頻段的不同，採用了不同的技術（見表1）。
表1 ieee 802.15.4頻頻寬度、調製型別和脈衝成型濾波器
在3個不同頻段，都採用相位調製技術，2.4ghz採用較高階的oqpsk調製技術以達到250kbit/s的速率，並降低工作時間，以減少功率消耗。相比較2.
4ghz頻段，868/ 915mhz為低頻段，採用bpsk的調製技術，無線傳播的損失較少，傳輸距離較長。
868/915mhz頻段使用較為常用的rrc濾波器，絕大多數訊號源和頻譜儀都可以簡單完成。而2.4ghz頻段的zigbee使用的是半正弦成型濾波器，方程式如下：
對於2.4ghz的物理層，標準規定了資料流的對映、擴頻和調製流程圖（見圖1）。
圖1 對映、擴頻方框圖
每4個bit對映為1個符號（共16個符號），每1個符號對映為32個碼序列，每個碼序列都是一組偽隨機序列pn。oqpsk是在qpsk基礎上發展起來的一種恆包絡數字調製技術。這種形式的已調波具有兩個主要特點，其一是包絡恆定或起伏很小；其二是已調波頻譜具有高頻快速滾降特性，或者說已調波旁瓣很小，甚至幾乎沒有旁瓣。
根據ieee 802.15.4測試規範，zigbee系統的測試主要使用訊號源、頻譜儀等。
r&s提供上述的所有儀表及相應的選件。首先，將zigbee待測指標分類，具體參見表2。
表2 zigbee待測指標
3 r&s針對zigbee的測試儀器介紹
r&s提供了一系列的儀器以滿足不同的zigbee測試需求，下面簡單介紹一下本文中提到的測試儀器，包括訊號產生方案和訊號分析方案（見表3和表4）。
表3 r&s公司的任意向量訊號產生方案
表4 r&s公司的任意向量調製訊號分析解決方案
4 r&s關於zigbee的測試解決方案
根據無線資料通訊zigbee裝置的組成，r&s提供發射測試和接收測試相應解決方案，圖2是根據收發天線進行收發測試的框圖結構。
圖2 zigbee收發測試框圖
，下面詳細介紹zigbee的發射測試和接收測試。
4.1 發射測試
zigbee測試規範主要依據ieee 802.15.4標準，r&s公司提供符合ieee 802.
15.4標準規定的發射機測試方案，r&s的高效能頻譜分析儀結合任意解調選件fs-k70可全面測試相關專案，並可優化參考電平和衰減，免去使用者手動調整的煩惱。除按照標準設定的自動測試外，該系列選件也允許使用者改變任何一項引數以便滿足使用者特殊的測試需求。
根據ieee 802.15.4標準，zigbee待測指標分為射頻指標和調製質量分析兩大類：
（1）射頻測試：可直接在頻譜模式下完成，包括鄰道功率洩漏比、雜散發射、發射功率及power rise/fall等指標。r&s公司的頻譜儀都具有標配的射頻測試功能，可自定義aclr模板及雜散發射模板等，因此，可方便地完成zigbee的射頻功能測試，如鄰道功率洩漏比：
定義為發射功率與相鄰rf通道接收機濾波器後所測功率之比。r&s的系列頻譜儀都可以提供頻域的aclr測試，具體參見圖3。
圖3 aclr測試結果
（2）調製質量分析：是在乙個給定時刻理想無誤差訊號與實際發射訊號的向量差。r&s提供基於fs-k70的向量訊號解調選件。
r&s 向量分析儀fsq/fsg/fsv/fsu等都具有任意向量訊號分析功能，下面以fsq為例：fsq具有標準28mhz 解調頻寬，經擴充套件後可寬達120mhz，iq 取樣點儲存深度高達705m，分析過程採用數字訊號處理器硬體直接完成。其fs-k70及擴充套件解調頻寬功能原理框圖參見圖4。
圖4 fsq-k70選件原理框圖
選件fsq-k70 可以對各類數字調製訊號進行分析，如msk，psk（包括oqpsk），qam等調製方式，獲得分析結果，例如evm，頻率誤差，相位誤差，iq不理想性、眼圖等，具體參見圖5。
圖5 fs-k70測量顯示視窗
由於fsq-k70可自定義濾波器設定，因此對於2.4ghz的zigbee訊號來說，可先導入matlab設計的half-sine濾波器，這樣fsq-k70就可方便地完成調製質量的分析，包括evm，星座圖誤差及發射機中心頻率容忍度等測試。如調製質量：
可通過在測試中加入el（evaluation line），對特定部分的訊號進行分析，圖6所示為自定義脈衝成型濾波器的測試結果。
圖6 zigbee調製準確性測試
4.2 接收測試
接收機測試的目的是為了評估無線資料通訊接收部分整體的效能是否符合設計和驗收要求。一般情況下，測試埠位於射頻輸入埠，採用標準訊號源產生射頻測試訊號，饋入接收機，然後使用pc完成對zigbee輸出碼流的計算以對接收機效能進行評估。
訊號產生：r&s提供winiqsim軟體，可選擇oqpsk調製方式及符號速率等引數進行特定資料的編輯，具體參見圖7；zigbee幀結構設定：在winiqsim軟體中，可方便地通過資料編輯器進行zigbee幀結構的資料進行編輯，具體參見圖8。
圖7 winiqsim資料編輯
圖8 zigbee幀結構編輯
5 結束語
羅德與施瓦茨公司(rohde & schwarz )是歐洲最大的電子測量儀器生產廠商，一直活躍在測試與測量、資訊及通訊技術領域中，本文著重介紹任意向量訊號的產生方案、任意向量訊號的分析方案以及zigbee技術的測試方案。
作為全球領先的測試與測量裝置廠商，r&s公司時刻關注著無線資料通訊的發展，目前可提供zigbee訊號產生和訊號分析的全套解決方案——訊號源+頻譜儀。訊號源能夠產生靈活配置的zigbee向量調製訊號，頻譜儀可對zigbee向量調製訊號進行調製域、頻域、時域測量及分析。
R S公司的無線資料通訊ZigBee測量解決方案
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