射頻衰落模擬器在信號衰落測試中的應(yīng)用

　　按照這種方法搭建，信號源通過RF輸出端口發(fā)送射頻信號，該信號的電平大小、調(diào)制方式和頻率與饋入信號分析儀的RF輸入信號相同。本信號源具有多種基帶衰落功能，包括高斯噪聲(AWGN)均可以作用于上變頻至RF之前的基帶信號。這兩種儀器的組合，可以構(gòu)成實時帶寬高達(dá)28MHz，射頻頻率高達(dá) 6GHz的射頻衰落模擬器，覆蓋了當(dāng)前包括上行和下行信號的全部數(shù)字無線電標(biāo)準(zhǔn)。

　　(1)移動無線接收機(jī)的衰落測試

　　對于數(shù)字式移動無線接收機(jī)來說最重要的衰落測試?？梢源_保即使在最為不利的情況下，基站與移動接收機(jī)之間也可以保持良好的通信。

　　圖3演示了測試工程師如何對移動式無線接收機(jī)進(jìn)行衰落測試。基站的射頻信號，通過功率衰減器，饋入信號分析儀的RF 輸入端。測試工程師將信號分析儀的數(shù)字基帶輸出連接至信號發(fā)生器的數(shù)字基帶輸入。信號分析儀和信號發(fā)生器構(gòu)成衰落模擬器之后，信號發(fā)生器的輸出信號必須按所需電平大小饋入移動式無線接收機(jī)的輸入。根據(jù)測試時所使用的移動無線標(biāo)準(zhǔn)(GSM，3GPP，LTE等)，用戶可以在 RS SMU200A中執(zhí)行各種衰落場景。

　　圖3 使用基站信號對移動無線接收機(jī)進(jìn)行衰落測試的測試設(shè)置

　　(2)軍用機(jī)載收發(fā)信機(jī)的衰落測試

　　基于軟件定義無線電技術(shù)的現(xiàn)代軍用通信系統(tǒng)，使用具備極短的同步序列的復(fù)雜波形。此外，還采用了寬帶快速跳頻方法作為電子保護(hù)措施。此類跳頻序列覆蓋的頻率帶寬在超過100MHz，且跳頻速率高達(dá)每秒幾千次跳頻。在進(jìn)行安全通信之前，所涉及的全部無線電系統(tǒng)都必須同步至某個主時鐘。此后，各個無線電設(shè)備都依靠單獨的內(nèi)部系統(tǒng)時鐘去執(zhí)行主機(jī)定義的同一個跳頻方式。

　　用于兩個無線電設(shè)備之間建立連接的同步窗口極其短暫。時間延遲和各個系統(tǒng)時鐘的準(zhǔn)確性就極為關(guān)鍵。這些系統(tǒng)時鐘必須頻繁地與主機(jī)實現(xiàn)再同步。但是，無線電設(shè)備還必須能夠處理時間延遲以及因任意跳頻方式所導(dǎo)致的信號特性。

　　機(jī)載無線電臺尤其必須面對某些極端條件。無線電設(shè)備之間的距離過長時，信號延遲有時長達(dá)數(shù)毫秒。最壞的情況下，根本無法建立通信鏈路。此外，飛行器的超音速導(dǎo)致的多普勒頻移也會給接收信號帶來問題。

　　無線電設(shè)備生產(chǎn)商必須對跳頻無線電系統(tǒng)在最壞環(huán)境下的性能進(jìn)行驗證，以優(yōu)化他們的設(shè)計方案、驗證無線電設(shè)備與系統(tǒng)規(guī)格的一致性。通常，測試實驗室會租借直升機(jī)、機(jī)場、天線和人員，以執(zhí)行“真實環(huán)境”測試。此測試方法成本極高，相當(dāng)費時并且諸如天線分布和其它參數(shù)等的大量已知和未知誤差源，都可能影響甚至嚴(yán)重劣化這種傳統(tǒng)方法的測試結(jié)果。

　　圖4所示為軍用快速跳頻機(jī)載收發(fā)機(jī)的測試平臺。信號源的衰落模塊可以設(shè)置并為被傳輸信號引入毫秒級的信號延遲，使用該信號延遲，可以檢測接收機(jī)(下側(cè)設(shè)備)與發(fā)信機(jī)(上側(cè)設(shè)備)之間的同步功能。實際應(yīng)用中，兩個彼此通信的飛機(jī)相隔數(shù)百公里遠(yuǎn)時，就可能出現(xiàn)這類延遲。測試時，參考收發(fā)機(jī)會發(fā)送一個射頻信號至RS FSQ 信號分析儀，信號分析儀將信號下變頻至基帶。這一過程中，所產(chǎn)生的數(shù)字 I/Q 流實時傳送至 RS SMU200A 矢量信號源。信號源內(nèi)部的衰落選件為該信號施加預(yù)置的延遲、衰落和多譜靳速度場景，從而模擬諸如飛機(jī)較大的速度差異等實際環(huán)境。測試信號會上變頻至射頻頻率傳送至被測收發(fā)機(jī)，以解調(diào)出信號內(nèi)容。使用示波器比對來自收發(fā)機(jī)的同步信號，可以檢測是否獲得了正確的同步。