《電子技術(shù)應(yīng)用》
您所在的位置:首頁 > 測試測量 > 設(shè)計應(yīng)用 > 提高多徑傳輸接收器測試效率的方法
提高多徑傳輸接收器測試效率的方法
Dominique Fortin
摘要: 衰落和多徑效應(yīng)等信道損傷可能阻礙無線通信正常工作。因為信道損傷常常難以預(yù)測,同時也不可復(fù)制,所以很多工程師面臨的一個挑戰(zhàn)是如何提供帶實際信號環(huán)境的可靠模型的原型接收器。幸運(yùn)的是,通過現(xiàn)代測量技術(shù)(包括使用測試信號記錄)了解造成信道損傷的原因,能夠檢測出當(dāng)存在信道損傷時的多徑傳輸接收器的有效工作能力。
Abstract:
Key words :

衰落和多徑效應(yīng)等信道損傷可能阻礙無線通信正常工作。因為信道損傷常常難以預(yù)測,同時也不可復(fù)制,所以很多工程師面臨的一個挑戰(zhàn)是如何提供帶實際信號環(huán)境的可靠模型的原型接收器。幸運(yùn)的是,通過現(xiàn)代測量技術(shù)(包括使用測試信號記錄)了解造成信道損傷的原因,能夠檢測出當(dāng)存在信道損傷時的多徑傳輸接收器的有效工作能力。

 

大規(guī)模和小規(guī)模衰落都將帶來設(shè)計挑戰(zhàn)。為使接收器的動態(tài)范圍最大化,大多數(shù)多徑傳輸接收器接收器采用自動增益控制(AGC)電路對接收信號強(qiáng)度的快速變化進(jìn)行補(bǔ)償。通常將ADC直接放在無線接收器的預(yù)選濾波器之后。AGC確?;旌掀骱椭蓄l(IF)級輸出保持相對穩(wěn)定,即使信號強(qiáng)度快速波動,也能使接收器獲得足夠的動態(tài)范圍。

 

 

提高多徑傳輸接收器測試效率的方法

 

測試衰落條件下的無線接收器也很困難。在實際估算時,工程師必須給待測接收器提供一個準(zhǔn)確代表配置環(huán)境的激勵信號。傳統(tǒng)上,接收器設(shè)計驗證與確認(rèn)都非常困難、昂貴且耗時。如今的測試工程師普遍使用信道仿真、驅(qū)動測試以及信號記錄與回放這三鐘接收器驗證方法中的一種來進(jìn)行驗證。

 

 

提高多徑傳輸接收器測試效率的方法

 

信道仿真可通過被設(shè)計用來重新生成各種類型衰落的信道模擬器來實現(xiàn)。然而,信道模擬器也有缺點,因為接收器在其配置環(huán)境中通常經(jīng)歷多達(dá)40個或者更多不同的信號路徑,即使最復(fù)雜的模擬器生成的信號也沒有實際信號那么復(fù)雜。此外,模擬器模擬干擾的選擇也是有限的。

 

 

 

因此,驅(qū)動測試是另一種估算接收器在真實條件下的性能的方法。驅(qū)動測試確保接收器既能適應(yīng)大程度也能適應(yīng)小規(guī)模信道衰落。工程師通過在典型配置環(huán)境下的驅(qū)動測試,可確定接收器是否能適應(yīng)信道的最強(qiáng)功率變化和多路徑衰落。

 

 

提高多徑傳輸接收器測試效率的方法

 

但是驅(qū)動測試的缺點是昂貴、費(fèi)時且不可重復(fù)。由于在特定測試期間,天氣和濕度等環(huán)境因素可能影響信號傳輸,所以重新生成相同狀況通常很困難。為此,工程師對能夠記錄感興趣的RF信號,并在實驗室環(huán)境下重現(xiàn)該信號的技術(shù)越來越感興趣。

 

通過記錄實際信號,可能捕獲很多信道損傷,如大規(guī)模信道損傷、多路徑傳輸和干擾。捕獲實際RF通信信號的過程涉及驅(qū)動RF記錄系統(tǒng)。它在對接收器來說很困難的環(huán)境下被驅(qū)動,隨后一旦捕獲大量數(shù)據(jù),記錄到的信號便能在控制的實驗室環(huán)境下重新生成,并直接連接到接收器進(jìn)行評估。

 

 

提高多徑傳輸接收器測試效率的方法

 

與傳統(tǒng)測試方法相比,使用記錄波形方法測試接收器有很多優(yōu)點。它能采用比仿真更自然的損傷估算接收器,還可得到能很好重復(fù)的測試結(jié)果。一個測試變?yōu)榱硪粋€測試而記錄波形將不變,可在設(shè)計的多個階段采用相同的激勵數(shù)據(jù)集對接收器進(jìn)行特征化,因此,RF記錄和回放方案比其他方法更劃算。

 

 

提高多徑傳輸接收器測試效率的方法

 

傳統(tǒng)RF儀器的波形存儲機(jī)制使用嵌入式隨機(jī)存取存儲(RAM),能存儲的最大波形為幾百兆字節(jié)。但是,基于儀器的PCI擴(kuò)展(PXI)總線格式的儀器采用高速外部獨立磁盤冗余陣列(RAID)存儲器,能存儲并重現(xiàn)更多波形。

 

 

提高多徑傳輸接收器測試效率的方法

 

利用美國國家儀器公司(NI)的LabVIEW信號處理軟件,在從RF數(shù)據(jù)流到磁盤的應(yīng)用能取得最好的結(jié)果。在這種應(yīng)用場合中,采用矢量信號分析儀(VSA)獲取基帶數(shù)據(jù)并傳送給隊列結(jié)構(gòu)。隊列結(jié)構(gòu)將基帶數(shù)據(jù)傳輸給下一環(huán)節(jié),然后被進(jìn)磁盤。PXI 儀器在整個帶寬上都支持這種方法。例如,NI PXIe-5672 2.7GHz矢量信號分析儀可連續(xù)生成的信號帶寬長達(dá)20MHz、持續(xù)時間為5小時或更長。

 

 

提高多徑傳輸接收器測試效率的方法

 

RF記錄和回放設(shè)計的第二個設(shè)計挑戰(zhàn)是保持采樣儀器的整個動態(tài)范圍。當(dāng)記錄儀器PXI-5661在高達(dá)80dB動態(tài)范圍工作時,如果沒有AGC,在整個驅(qū)動測試中維持此動態(tài)范圍非常困難。

 

 

提高多徑傳輸接收器測試效率的方法

 

一個可能的解決方案是在記錄儀器的前端增加一個簡單的AGC,如Averna Technologies的AGC。通過將VSA保持在恒定功率,即使記錄信號的功率不斷變化,使用儀器的整個動態(tài)范圍也是可能的。

此內(nèi)容為AET網(wǎng)站原創(chuàng),未經(jīng)授權(quán)禁止轉(zhuǎn)載。