射頻衰落模擬器在信號(hào)衰落測(cè)試中的應(yīng)用

　　按照這種方法搭建，信號(hào)源通過(guò)RF輸出端口發(fā)送射頻信號(hào)，該信號(hào)的電平大小、調(diào)制方式和頻率與饋入信號(hào)分析儀的RF輸入信號(hào)相同。本信號(hào)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(hào)。這兩種儀器的組合，可以構(gòu)成實(shí)時(shí)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(hào)的全部數(shù)字無(wú)線電標(biāo)準(zhǔn)。

　　(1)移動(dòng)無(wú)線接收機(jī)的衰落測(cè)試

　　對(duì)于數(shù)字式移動(dòng)無(wú)線接收機(jī)來(lái)說(shuō)最重要的衰落測(cè)試。可以確保即使在最為不利的情況下，基站與移動(dòng)接收機(jī)之間也可以保持良好的通信。

　　圖3演示了測(cè)試工程師如何對(duì)移動(dòng)式無(wú)線接收機(jī)進(jìn)行衰落測(cè)試。基站的射頻信號(hào)，通過(guò)功率衰減器，饋入信號(hào)分析儀的RF 輸入端。測(cè)試工程師將信號(hào)分析儀的數(shù)字基帶輸出連接至信號(hào)發(fā)生器的數(shù)字基帶輸入。信號(hào)分析儀和信號(hào)發(fā)生器構(gòu)成衰落模擬器之后，信號(hào)發(fā)生器的輸出信號(hào)必須按所需電平大小饋入移動(dòng)式無(wú)線接收機(jī)的輸入。根據(jù)測(cè)試時(shí)所使用的移動(dòng)無(wú)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(chǎng)景。

　　圖3 使用基站信號(hào)對(duì)移動(dòng)無(wú)線接收機(jī)進(jìn)行衰落測(cè)試的測(cè)試設(shè)置

　　(2)軍用機(jī)載收發(fā)信機(jī)的衰落測(cè)試

　　基于軟件定義無(wú)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(guò)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(wú)線電系統(tǒng)都必須同步至某個(gè)主時(shí)鐘。此后，各個(gè)無(wú)線電設(shè)備都依靠單獨(dú)的內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘去執(zhí)行主機(jī)定義的同一個(gè)跳頻方式。

　　用于兩個(gè)無(wú)線電設(shè)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(tǒng)時(shí)鐘的準(zhǔn)確性就極為關(guān)鍵。這些系統(tǒng)時(shí)鐘必須頻繁地與主機(jī)實(shí)現(xiàn)再同步。但是，無(wú)線電設(shè)備還必須能夠處理時(shí)間延遲以及因任意跳頻方式所導(dǎo)致的信號(hào)特性。

　　機(jī)載無(wú)線電臺(tái)尤其必須面對(duì)某些極端條件。無(wú)線電設(shè)備之間的距離過(guò)長(zhǎng)時(shí)，信號(hào)延遲有時(shí)長(zhǎng)達(dá)數(shù)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(dǎo)致的多普勒頻移也會(huì)給接收信號(hào)帶來(lái)問(wèn)題。

　　無(wú)線電設(shè)備生產(chǎn)商必須對(duì)跳頻無(wú)線電系統(tǒng)在最壞環(huán)境下的性能進(jìn)行驗(yàn)證，以優(yōu)化他們的設(shè)計(jì)方案、驗(yàn)證無(wú)線電設(shè)備與系統(tǒng)規(guī)格的一致性。通常，測(cè)試實(shí)驗(yàn)室會(huì)租借直升機(jī)、機(jī)場(chǎng)、天線和人員，以執(zhí)行“真實(shí)環(huán)境”測(cè)試。此測(cè)試方法成本極高，相當(dāng)費(fèi)時(shí)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(cè)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(cè)試平臺(tái)。信號(hào)源的衰落模塊可以設(shè)置并為被傳輸信號(hào)引入毫秒級(jí)的信號(hào)延遲，使用該信號(hào)延遲，可以檢測(cè)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(shí)際應(yīng)用中，兩個(gè)彼此通信的飛機(jī)相隔數(shù)百公里遠(yuǎn)時(shí)，就可能出現(xiàn)這類延遲。測(cè)試時(shí)，參考收發(fā)機(jī)會(huì)發(fā)送一個(gè)射頻信號(hào)至RS FSQ 信號(hào)分析儀，信號(hào)分析儀將信號(hào)下變頻至基帶。這一過(guò)程中，所產(chǎn)生的數(shù)字 I/Q 流實(shí)時(shí)傳送至 RS SMU200A 矢量信號(hào)源。信號(hào)源內(nèi)部的衰落選件為該信號(hào)施加預(yù)置的延遲、衰落和多譜靳速度場(chǎng)景，從而模擬諸如飛機(jī)較大的速度差異等實(shí)際環(huán)境。測(cè)試信號(hào)會(huì)上變頻至射頻頻率傳送至被測(cè)收發(fā)機(jī)，以解調(diào)出信號(hào)內(nèi)容。使用示波器比對(duì)來(lái)自收發(fā)機(jī)的同步信號(hào)，可以檢測(cè)是否獲得了正確的同步。