LoRaデバイスの検証

課題

LoRaの持つ長距離の特長を最大限に発揮させるには、規制制限の範囲内で許容伝送パワーを使い切る必要があります。最良の伝送特性を持つLoRaデバイスをいかに選択するかが鍵となります。

ローデ・シュワルツのソリューション

正確なパワー測定を行う最も優れた方法は、最高精度でパワー測定を行う専用のデバイス、つまりRFパワーセンサを使用することです。RFパワーセンサのパワー測定の精度は、オシロスコープ、あるいはハイエンドのスペクトラム・アナライザよりも1桁分上回ります。

RFパワーセンサが正確なパワー測定に最も適している理由は、RFパワーセンサが絶対パワーを極めて高い精度で測定できるためです。しかし、最先端のパワーセンサは一般に高額であり、愛好家や大学、小規模なR&Dサービスラボには入手が困難です。こうしたコスト面を考慮した製品が、新しいR&S®NRPxE ダイオード・パワーセンサシリーズです。

この製品は、ローデ・シュワルツのポートフォリオの中では最もお求めやすいRFパワーセンサですが、非常に正確なパワー測定が可能です。LoRaデバイス検証用の一般的なテストセットアップでは、さらに以下の機器が必要になります。

• 高品質RFコンポーネントとDUTを結合した、特性評価される信号チェーン
• ケーブルとコネクタ
• 信号を約0 dBmに調整するアッテネータとカップラー。約0 dBmは、RFパワーセンサに最適なレベルです。
• 信号チェーンを特性評価するベクトル・ネットワーク・アナライザ（VNA）

測定作業は、以下の4段階で構成されます。
1. デバイスからの信号経路をセットアップし、特性評価します。
2. RFパワーセンサでLoRaデバイスの出力信号を測定します。測定損失も考慮します。
3. 最適なLoRaデバイスを選択し、パワーをアンテナフットプリントでの適切なレベルに調整します。
4. 以降、定期的に使用しながらデバイスを確認します。

ヒントとベストプラクティスをいくつか紹介します。

• 手頃な価格のVNAを使用してカップラーとアッテネータを特性評価した後、結果の.s2pファイルをR&S®NRPxE ダイオード・パワーセンサにアップロードし、この補正データを有効化して信号経路損失を補います。
• トルクレンチを使用してトルクを適切に適用します。
• 変調またはチャープ／バースト／パルス信号を使用して、開口時間を整数個の周期（理想は3周期以上）に設定します。
• 「デューティーサイクル」機能は、実際の平均パワーを測定するために、信号のオン／オフ時間を調整します。
• 複数の開口サイクルを利用するアベレージングフィルターを使用してより正確な平均を求めると、測定結果がかなり改善されます。

その他の利点：モバイル測定

一般に、正確なパワー測定を行うには、高度な電子計測セットアップが必要です。しかし、高度なセットアップが常に使用できるとはかぎりません。時には、手早く正確に行えるパワー測定が便利な場合もあります。Androidのローデ・シュワルツ公式アプリストアで入手できる無料のR&S®PowerViewerモバイルアプリを使用すると、R&S®NRP パワーセンサに携帯電話を接続して測定を行うことができます。R&S®NRP-ZKC インタフェースケーブル（携帯電話に使用できるUSB-Cコネクタ付き）が必要です。