射頻衰落模擬器在信號衰落測試中的應用

　　按照這種方法搭建，信號源通過(guò)RF輸出端口發(fā)送射頻信號，該信號的電平大小、調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，可以構成實(shí)時(shí)帶寬高達28MHz，射頻頻率高達 6GHz的射頻衰落模擬器，覆蓋了當前包括上行和下行信號的全部數字無(wú)線(xiàn)電標準。

　　(1)移動(dòng)無(wú)線(xiàn)接收機的衰落測試

　　對于數字式移動(dòng)無(wú)線(xiàn)接收機來(lái)說(shuō)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(dòng)接收機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(dòng)式無(wú)線(xiàn)接收機進(jìn)行衰落測試?；镜纳漕l信號，通過(guò)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字基帶輸出連接至信號發(fā)生器的數字基帶輸入。信號分析儀和信號發(fā)生器構成衰落模擬器之后，信號發(fā)生器的輸出信號必須按所需電平大小饋入移動(dòng)式無(wú)線(xiàn)接收機的輸入。根據測試時(shí)所使用的移動(dòng)無(wú)線(xiàn)標準(GSM，3GPP，LTE等)，用戶(hù)可以在 RS SMU200A中執行各種衰落場(chǎng)景。

　　圖3 使用基站信號對移動(dòng)無(wú)線(xiàn)接收機進(jìn)行衰落測試的測試設置

　　(2)軍用機載收發(fā)信機的衰落測試

　　基于軟件定義無(wú)線(xiàn)電技術(shù)的現代軍用通信系統，使用具備極短的同步序列的復雜波形。此外，還采用了寬帶快速跳頻方法作為電子保護措施。此類(lèi)跳頻序列覆蓋的頻率帶寬在超過(guò)100MHz，且跳頻速率高達每秒幾千次跳頻。在進(jìn)行安全通信之前，所涉及的全部無(wú)線(xiàn)電系統都必須同步至某個(gè)主時(shí)鐘。此后，各個(gè)無(wú)線(xiàn)電設備都依靠單獨的內部系統時(shí)鐘去執行主機定義的同一個(gè)跳頻方式。

　　用于兩個(gè)無(wú)線(xiàn)電設備之間建立連接的同步窗口極其短暫。時(shí)間延遲和各個(gè)系統時(shí)鐘的準確性就極為關(guān)鍵。這些系統時(shí)鐘必須頻繁地與主機實(shí)現再同步。但是，無(wú)線(xiàn)電設備還必須能夠處理時(shí)間延遲以及因任意跳頻方式所導致的信號特性。

　　機載無(wú)線(xiàn)電臺尤其必須面對某些極端條件。無(wú)線(xiàn)電設備之間的距離過(guò)長(cháng)時(shí)，信號延遲有時(shí)長(cháng)達數毫秒。最壞的情況下，根本無(wú)法建立通信鏈路。此外，飛行器的超音速導致的多普勒頻移也會(huì )給接收信號帶來(lái)問(wèn)題。

　　無(wú)線(xiàn)電設備生產(chǎn)商必須對跳頻無(wú)線(xiàn)電系統在最壞環(huán)境下的性能進(jìn)行驗證，以?xún)?yōu)化他們的設計方案、驗證無(wú)線(xiàn)電設備與系統規格的一致性。通常，測試實(shí)驗室會(huì )租借直升機、機場(chǎng)、天線(xiàn)和人員，以執行“真實(shí)環(huán)境”測試。此測試方法成本極高，相當費時(shí)并且諸如天線(xiàn)分布和其它參數等的大量已知和未知誤差源，都可能影響甚至嚴重劣化這種傳統方法的測試結果。

　　圖4所示為軍用快速跳頻機載收發(fā)機的測試平臺。信號源的衰落模塊可以設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(下側設備)與發(fā)信機(上側設備)之間的同步功能。實(shí)際應用中，兩個(gè)彼此通信的飛機相隔數百公里遠時(shí)，就可能出現這類(lèi)延遲。測試時(shí)，參考收發(fā)機會(huì )發(fā)送一個(gè)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(guò)程中，所產(chǎn)生的數字 I/Q 流實(shí)時(shí)傳送至 RS SMU200A 矢量信號源。信號源內部的衰落選件為該信號施加預置的延遲、衰落和多譜靳速度場(chǎng)景，從而模擬諸如飛機較大的速度差異等實(shí)際環(huán)境。測試信號會(huì )上變頻至射頻頻率傳送至被測收發(fā)機，以解調出信號內容。使用示波器比對來(lái)自收發(fā)機的同步信號，可以檢測是否獲得了正確的同步。