如何选择射频标准和测试？

新的无线技术持续高速发展，而其发展的驱动力主要来自消费电子工业。尽管在医疗器械上采用相同的尖端技术看似合理，但如无谨慎的规划，其结果可能是灾难性的。远程医疗无线连接，和产品革新一样，在确保服务安全性和质量的同时，都经受着各种挑战。

能否正确选择特定射频(RF)标准取决于产品的预期用途（表1）。不过很多医疗器械设计团队均采用FCC工科医疗(ISM)设备的工作频率作为新产品的基础。这类波段中的通讯模式除蓝牙、ZigBee和射频识别(RFID)外，还包括所有的802.11a/b/g/n变化。

选择的原因很简单：上市时间和现成无线电集成电路(IC)的可用性。使用其他FCC定义的频率波段对于很多公司而言将具有挑战性。只有大公司才有财力构建IC用硅片以简化产品设计。对于初创公司或较小型的公司，无线电IC组件选择比较有限或根本没有。

无线医疗器械测试设置

虽然每个测试计划都是独一无二的，但是仍可在计划过程中使用一系列步骤以确保为产品开发出适宜的测试计划。作为最为复杂的测试设置，以下是一个基于辐射无线共存性测试的例子。

选择测试设置。在确定一个无线共存性测试计划时，第一个步骤是选择一个有助于医疗器械的测试设置。如果无线医疗器械没有易于进入的天线断口，将难以进行无线共存性测试。还应注意的一点是，FDA更希望看到对整个系统进行测试，包括测试期间干扰网络内的其他医疗器械，这些其他医疗器械可能并不在接受测试的范围内。这限制了双室测试设置的适用性。

识别潜在干扰设备。选择测试设置后，第二步是识别可能的干扰设备，其运行频率在医疗器械频段的设备。一种限制干扰频带宽度的方法是使用EMC辐射抗干扰度测试结果。如医疗器械在EMC抗干扰度测试期间不能在某个频带宽度内实现无线通讯，则在这个频率宽度内可能发生无线干扰。这样推断的原因是干扰无线网络产生的电场可能并不与抗干扰度测试期间产生的电场量级相当。

确定标准化物理层测试方法。完成上述两个步骤后，将确定标准化物理层测试的方法。就功率而言，建议将接受测试的无线节点的接收信号强度控制在最低，同时仍然确保0%的分组差错率(PER)。理论上，可根据无线标准接收器灵敏度和编码增益确定最低接收信号强度(RSS)。这将给出一个估算值，然后再通过实验确定最低RSS。

引入干扰网络。设置好无线医疗器械节点后，将干扰网络引入测试设置。根据ANSI C63.18设定，接受测试的无线节点和干扰网络的分隔距离或空间。ANSI C63.18标准是现场点对点测试方法的建议规范，用于估算医疗器械对特定射频变送器的射电磁抗干扰度。即使不是共存性测试中的电磁抗干扰度处理，该建议规范也根据干扰网络发射功率为节点间初始及最低分隔距离设置了指南。测试期间，需针对干扰网络使用最大发射功率，并关闭自动关闭功能。

就频率而言，如果适用于两个网络，则无线医疗器械网络和干扰网络应被设置在相同的频率或同波道上。测试工程师还应通过增加设备间分隔频率测试邻近波道的干扰情况。不过，在某些情况下，测试中采用蓝牙时，可能无法产生共波道干扰。在这种情况下，干扰网络，如Wi-Fi应设置在蓝牙网络的中间波道，从而最大限度增强邻近波道干扰。

就时间而言，将干扰网络的工作循环设置到最大值，如干扰持续，则缩短干扰网络的工作循环。图2显示的是使用最近上市的美国国家仪器公司矢量信号接收器的测试设备设置，该矢量信号接收器是一种由软件设计的基于PXI的仪器。FDA希望干扰无线网络是一种实际存在的网络，如802.11访问节点和用户。不过随着软件定义无线电(SDR)的进展，目前已经可以准确表征并估算无线网络，使其在实际网络中具有相同的功率、频率、调制、数据包大小、可变工作循环和减损。这种能力将测试情景扩展至传统方法，从而提高产品质量，同时还有助于降低测试成本。