射频衰落模拟器在信号衰落测试中的应用介绍

按照这种方法搭建，信号源通过RF输出端口发送射频信号，该信号的电平大小、调制方式和频率与馈入信号分析仪的RF输入信号相同。本信号源具有多种基带衰落功能，包括高斯噪声(AWGN)均可以作用于上变频至RF之前的基带信号。这两种仪器的组合，可以构成实时带宽高达28MHz，射频频率高达 6GHz的射频衰落模拟器，覆盖了当前包括上行和下行信号的全部数字无线电标准。

(1)移动无线接收机的衰落测试

对于数字式移动无线接收机来说最重要的衰落测试。可以确保即使在最为不利的情况下，基站与移动接收机之间也可以保持良好的通信。

图3演示了测试工程师如何对移动式无线接收机进行衰落测试。基站的射频信号，通过功率衰减器，馈入信号分析仪的RF 输入端。测试工程师将信号分析仪的数字基带输出连接至信号发生器的数字基带输入。信号分析仪和信号发生器构成衰落模拟器之后，信号发生器的输出信号必须按所需电平大小馈入移动式无线接收机的输入。根据测试时所使用的移动无线标准(GSM，3GPP，LTE等)，用户可以在 RS SMU200A中执行各种衰落场景。

图3 使用基站信号对移动无线接收机进行衰落测试的测试设置

(2)军用机载收发信机的衰落测试

基于软件定义无线电技术的现代军用通信系统，使用具备极短的同步序列的复杂波形。此外，还采用了宽带快速跳频方法作为电子保护措施。此类跳频序列覆盖的频率带宽在超过100MHz，且跳频速率高达每秒几千次跳频。在进行安全通信之前，所涉及的全部无线电系统都必须同步至某个主时钟。此后，各个无线电设备都依靠单独的内部系统时钟去执行主机定义的同一个跳频方式。

用于两个无线电设备之间建立连接的同步窗口极其短暂。时间延迟和各个系统时钟的准确性就极为关键。这些系统时钟必须频繁地与主机实现再同步。但是，无线电设备还必须能够处理时间延迟以及因任意跳频方式所导致的信号特性。

机载无线电台尤其必须面对某些极端条件。无线电设备之间的距离过长时，信号延迟有时长达数毫秒。最坏的情况下，根本无法建立通信链路。此外，飞行器的超音速导致的多普勒频移也会给接收信号带来问题。

无线电设备生产商必须对跳频无线电系统在最坏环境下的性能进行验证，以优化他们的设计方案、验证无线电设备与系统规格的一致性。通常，测试实验室会租借直升机、机场、天线和人员，以执行“真实环境”测试。此测试方法成本极高，相当费时并且诸如天线分布和其它参数等的大量已知和未知误差源，都可能影响甚至严重劣化这种传统方法的测试结果。

图4所示为军用快速跳频机载收发机的测试平台。信号源的衰落模块可以设置并为被传输信号引入毫秒级的信号延迟，使用该信号延迟，可以检测接收机(下侧设备)与发信机(上侧设备)之间的同步功能。实际应用中，两个彼此通信的飞机相隔数百公里远时，就可能出现这类延迟。测试时，参考收发机会发送一个射频信号至RS FSQ 信号分析仪，信号分析仪将信号下变频至基带。这一过程中，所产生的数字 I/Q 流实时传送至 RS SMU200A 矢量信号源。信号源内部的衰落选件为该信号施加预置的延迟、衰落和多谱靳速度场景，从而模拟诸如飞机较大的速度差异等实际环境。测试信号会上变频至射频频率传送至被测收发机，以解调出信号内容。使用示波器比对来自收发机的同步信号，可以检测是否获得了正确的同步。

图4 机载无线收发信机的衰落测试。可以模拟在几百公里传输距离和高速变化条件下的

收发信机同步测试通过 RS SMU200A 的衰落选项，可以使用各种“环境”场景，快速地检测出被测试收发机的性能限制。

RS FSQ支持高达28MHz的实时信号流分析带宽。超出此带宽的跳频信号，可通过无线设备厂家提供的减小跳频带宽方法进行测量。

此测试平台消除了未知的误差源。据此，生产商可以对它们的无线设备进行优化设计，并且测试实验室、军用无线电设备用户或者系统集成商等均可以根据真实的环境条件，验证设备与国际标准和供应商的无线电设备技术规格之间的一致性。

4 结束语

采用带有数字基带接口的信号分析仪(用作下变频器)和带有数字基带输入和衰落选项功能的矢量信号源，可以方便地构建通用射频衰落模拟器。矢量信号源通用基带衰落功能，包括高斯白噪声，均可用于处理不同应用的射频信号对于已经拥有合适的、可用的信号分析仪和矢量信号源的工程师来说，与购买单独的衰落模拟器相比，上述测试平台是一种极为高效的解决方案。