LabVIEWとNI RFモジュール式計測器を使用して動的周波数選択(DFS)機能認証テストシステムを開発

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"NI RFモジュール式計測器を使用したRF信号の生成と計測速度のおかげで、別の方法に比べテストスループットが向上し、非常にコスト効果の高い価格を実現することができました。"

- Dana Redington, Redwolf Technology LLC

The Challenge:
まとまりに欠ける高価な手動式のDFSテストソリューションに代わる統合型の低コスト自動システムを開発する。

The Solution:
NI PXIモジュール式計測器とNI LabVIEWソフトウェアを使用して、DFSパターンの生成、テスト対象ユニット(UUT)の応答解析、適合性の保証に必要な全データを含む高度なレポートの生成が行えるDFSテスト用のソフトウェア/ハードウェア統合ソリューションを開発した。

Author(s):
Dana Redington - Redwolf Technology LLC

Redwolf社は、次世代型スマート技術の試作とインテリジェント製品を専門とするシリコンバレー拠点の企業です。1980年代後半以来、放射テスト、工業用レーザ、シリコンウエハ処理などにおけるテスト/計測用の次世代型消費者製品、医療機器、自動システムを提供してきました。

DFSテストのニーズ

昨今の無線システムの普及により、認可されたレーダ帯域との競合の可能性が生じています。DFSとは、Wi-Fi干渉(802.11a、802.11b、802.11g、802.11n)から保護される必要のあるレーダ信号を検出するプロセスです。検出すると直ちにWi-Fi動作周波数をレーダシステムに干渉しない周波数に切り替えます。送信電力制御(TPC)は、規制上の要件や距離情報に基づき、送信電力を適応させるものです。

このプロセスを全ての無線デバイスに適用する必要があるため、さらに適合要件が増えることになります。例えば、テストレポートは表に表した大量のデータや画面ショットなどを含む数百ページの長さになることがあります。また、このプロセスの実装は地域により異なるため、デバイスを正しくテストするのはさらに複雑な作業となります。世界的な認証機関やOEMは、世界各地の規格に適合するようあらゆるテストを行っています。例えば米国の場合、DFS要件はFCC Part 15 Subpartに詳細が記載されています。ヨーロッパでは、ETSI EN 302指針に従っています。日本では、日本国内電波法5 HGzにDFS関連の指針が記載されています。

DFSテストソリューションの実装は、顧客によって課題が異なります。例えば認証機関では、DFSテストシステムを構築する必要性に迫られています。なぜなら、認証機関に持ち込まれる無線デバイスで様々なレーダーパターンに対し正しくDFSが動作するかどうかをテストするために、ベクトル信号発生器(VSG)のような個別の実験用計測器を手動操作で使用しているからです。一方OEMでは、正式の認証機関で失敗することがないよう社内で認証前テストを行うため、同様のシステムを構築しなければならないという難題に直面しています。一部の大規模OEMでは社内に公認の認証機関を有しており、そこで第三認証機関と同じ問題が発生しています。さらに顧客は、世界の様々な指針に準拠するため、レポートを自動ですばやく生成する効率的な方法を必要としています。

Redwolf社のソリューション

当社のDFSテスト/レポート生成アプリケーションは、様々な国際レーダ帯域要件に基づく無線デバイスのテストを支援するよう設計されています。当社が設計・実装したDFSシステムは、下記の規格に基づく準拠テストを実施することができます。

-       FCC (06-96) 5.25~5.35 GHzおよび5.47~5.725 GHz指針

-       ETSI EN 302 502 (2006-11) 指針

-       日本国内電波法5 GHz (802.11a)

システムハードウェアは、NI PXIシャーシと組込コントローラ、NI PXIe-5673 RF VSG(アップコンバータ付)、NI PXIe-5663 RFベクトル信号アナライザ(VSA)で構成されています。独自に開発したDFSテストソフトウェアは、LabVIEWで作成しました。Redwolf社のDFSソリューションは、コンポーネント数が少なくコスト効率の高い統合ソリューションです。レポート生成用のテスト/データキャプチャ機能を内蔵し、テストスループットを高めて最短のテスト時間を実現します。

このシステムが登場する以前は、認証機関もOEMも既存の実験機器を用いてカスタムシステムを構築するしかありませんでした。顧客は各レーダパターンを手作業で生成し、UUTからの応答を監視し記録するという方法でテストを実施していました。それは非常に時間のかかる作業でした。しかもその時間には、収集した莫大なデータを含む大量のレポートの作成にかかる時間は含まれていませんでした。

このシステムでNI製品を使用したことでモジュール性と柔軟性が確保されたため、追加のハードウェアを購入してシステム要件を満たす必要がなくなりました。テストに求められる様々なタイプのレーダパターンの作成と生成の自動化に、LabVIEWは最適なツールでした。LabVIEWに内蔵されているレポート生成ツールは、テスト結果のレポート自動生成に大変役立ちました。世界各地の様々な規格で指定された指針に則った専門的なレポートも作成することができます。

NI製品を利用するメリット

NI PXI RFモジュール式計測器とLabVIEWを使用したことで、テスト効率が高く、短時間でテストできる優れたレポート品質のDFSシステムを開発することができました。統合ソリューションのため、カスタムタイプのシステムに比べ省スペースでもあります。PXIプラットフォームを使用したおかげで、1シャーシのシステムでテストとデータキャプチャを実装することが可能となりました。また、NI RFモジュール式計測器を使用したRF信号の生成と計測速度のおかげで、別の方法に比べテストスループットが向上し、非常にコスト効果の高い価格を実現することができました。柔軟性に優れたLabVIEWプログラミングなら、UUTとスマートに通信できるカスタムスクリプトテストの開発や、レポート生成のさらなる自動化など、認可前のDFSテストを将来さらに改善することができるでしょう。北カリフォルニア営業担当のAhmed Mahmoud氏とConan McHugh氏、そしてNI RF製品担当のHeath Noxon氏からは、この統合ソリューション開発全般にわたって大変な支援をいただきました。

Author Information:
Dana Redington
Redwolf Technology LLC
Tel: 650-302-0505
dana@redwolf.com

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