ラボでの携帯電話の受信不良をシミュレートする

現在、uBlox SARA-U260 gsm / 3Gモデムを使用するモノのインターネットデバイスを開発しています。

実地試験では、サハラ以南のアフリカでの展開における携帯電話の受信不良により、ソフトウェア/ファームウェアの重大な問題が発生しました。

ここでのセルの受信が良好すぎるため、ラボで問題を再現するのに苦労しています。モデムに接続されているアンテナがない場合でも、セルネットワークインターネットに接続できます！

だから、モデムの受信状態が悪いと思うのを防ぐための最良の方法を探しています。

私が考えていたのは、アンテナの同軸ケーブルを切断し、gndシュラウドと中心導体の間に抵抗をはんだ付けすることでした。これは機能しますか？どんなサイズの抵抗器が理にかなっていますか？おそらくかなり低い値の抵抗（たとえば50オーム？）

アンテナがなくてもモデムが接続できる理由について混乱しています。通常の操作では、モデムは送信中に接地導体と中心導体を短絡する必要があると考えました（したがって、送信バーストに関連する高電流）。

通常の状況では、アンテナ内部の短い場所はありますか？もしそうなら、同軸の中心導体は常に接地電位にならないでしょうか（すなわち、受信中に）？

編集：

返信いただきありがとうございます。明日、DUTをマウントする準備ができている大きな金属製の箱を机の上に置いています（@Ali Chenの頭字語をありがとう）。

劣悪なセル受信を「シミュレート」するには、ボードとアンテナの間にRF減衰器を使用できます。これらは、モデムとアンテナから見た提案者のRFインピーダンスを維持しながら、RXとTXの両方でRF電力を非常に予測可能に減衰させるネットワークを構築する複数の抵抗で構成されます。彼らは限られた電力定格を持っています。

RF出力を開いた状態または短絡した状態でモデムを実行しないでください。RFアンプはそれを好まないでしょう。

SMAプラグ付きの小型減衰器は、通常約10〜20ユーロです（https://www.minicircuits.com/WebStore/dashboard.html?model=VAT-3%2B）。SARA-U260は、最大33dBm（2W）のピークを放射することができますが、平均はこれよりも少なくなります。モデム側に接続された2または3dBの減衰器（1W定格）で電力の大部分を消費し始め、減衰器を追加して電力をさらに削減し、最後にアンテナを接続します。アンテナのないシステムは不安定に動作する可能性があり、減衰器はアンテナの大きな代替物ではありません。

減衰量が大きい場合（減衰が40 dB以上の場合）、アンテナポート（PCBのRFトレースの小さな部分、電源、供給など）。次に、RFシールドボックス（http://www.jretest.com/jre-0709-P.htmなど）が必要です。ボックス内には減衰器があり、ボックス外には減衰器があります。モデムはボックスの内側に置かれ、アンテナは外側にとどまり、ボックスにはRFコネクタが装備されており、制御された方法でボックスに信号を出し入れできます。

予算がある場合は、半ダースの固定減衰器、シールドボックス、可変減衰器（例： https://www.aliexpress.com/item/2Watt-0-90dB-Coaxial-Adjustable-Key- Press-NKK-RF-step-Attenuator-Stepping-DC-to / 32779942411.html）は、動的なRF状態を制御された方法でシミュレートするのに非常に便利です。

近くの干渉源が受信不良の原因である場合は、その問題をエミュレートするためにRF信号発生器（およびRF「ティー」と場合によってはアイソレーションボックス）が必要になります。これは安くはありません。

通常、外部タワー信号（またはローカル3G-4Gリピーター/再変換器）が強すぎる場合、WWLANのテストとデバッグは、実験室の電磁シールドケージで行われます。テストは通常​​、次のような特別な機器で行われます Agilent LTEテスター、信号レベルを変更し、弱い受信をシミュレートするすべての機能を備えたます。通常の動作では、LTEテスターは被試験デバイス（DUT）のアンテナの代わりに接続され、DUT自身のアンテナをバイパスします。あるいは、単純な片方向アンテナをLTEテスター出力に直接接続し、DUTの専用アンテナを使用することもできますが、距離を制御してRFチャネルの再較正を行う必要があります。

問題はソフトウェア/ファームウェアではなく、ハードウェアにある可能性があることに注意してください。無線デバイスは通常、受信機チャネルだけでなく、送信機チャネルでも自動ゲイン制御を使用しています。受信が弱い場合、DUTはセルタワーから遠く離れていると当然想定するため、より高い送信電力を使用する必要があります。伝送バーストの電力は最大1-5 Wになる可能性があり、これはボードレイアウトに干渉し、PCBの設計が適切に行われないと、他のすべてのDUT機能、他のすべてのセンサーなどを混乱させる可能性があります。

RFは注意が必要です。

私はアンテナを台無しにしないだろう、私は製品が最終的な構成でテストされるべきだと思う。その理由は簡単です。受信が非常に悪い場合、送信機の出力は最大値まで増加し、RFの（かなり膨大な）量がクランクアウトしてマイクロを破壊するかどうかを知ることに興味があります。アナログセンサー、または他のブラックマジックRFが無害な傍観者回路で実行できること。

PCB上のチップの観点からすると、数ワットのRFを発生させるGSMモジュールはミニ核兵器のようなものです。

本当に、本当にそれをテストしたいのですが、効率を下げるためにアンテナを改造しても達成できません！

電子レンジ、圧力鍋などのファラデーケージに製品全体を入れることをお勧めします。

シースルーでも利用可能...

ファラデーケージにワイヤを通すと、RFがそれらに乗るので、適切なフィードスルーフィルターを使用する必要があります。基本的にはDo It Rightです。

別の解決策として、建物の地下でテストを行います。

受信状態が悪いのは、低信号だけでなく、セルタワーまでの距離に起因する場合もあります。

特にGSMは約35kmを超えるように設計されています。そうしないと、RF信号の送信者と受信者間の「タイミングアドバンス」が、使用中のプロトコルに対して大きすぎます。

https://en.wikipedia.org/wiki/GSMをご覧くださいおよびその他のリソースを。

これは、適切な機器なしではシミュレートするのが困難です。あなたはおそらくこれのために研究室を雇うべきです。大規模な通信会社には、このようなテスト機能があります。

いくつかの可能性：

1. アンテナをダミー負荷に接続します
2. 二重シールド同軸を使用して、アンテナと無線の間にステップ減衰器を使用します
3. シールドルーム/エンクロージャーで実験を実施

適切な減衰器は単純な抵抗器ではないことに注意してください。インピーダンスが一致した入力と出力を持つ抵抗パッドで構成されています。Tパッド抵抗減衰器を調べます。ほとんどは減衰のdBとして指定されます。減衰が100 dBを超える段階的なバージョンは、ラボアクセサリとして容易に入手できます。それらを二重または四重シールド同軸で使用して、漏れ経路を減らします。

フィールドテストでは、デバイスは、デバイス自体の問題ではなく、環境（技術的に地理的？）の問題の影響を受けます。それでは、壁や金属箱などの物理的な詰まりでデバイスを隔離しないでください（上記の回答から）。

一部の建物には電話用のアンテナが組み込まれています（あなたがそれらを呼ぶものは何でも）。