中频直扩收机因为SMU200A的测试测试预案
2011-04-13
李秀坤
结语：本措施可以便于、高效、性价比最高的对软件开展周围条件验证通过，然后延长软件的适用性，快速设计最新发明脚跟。
本文介绍了扩频技术在军工通信中的应用，针对其使用环境进行了分析，描述了信道环境变化对同步的影响，提出一种以RS公司的矢量信号源发生器SMU200A为核心，搭建扩频通信半实物仿真平台，对解调端的信号处理卡进行测试的方案。
最为关键的词：扩频水平 搜集 区域模拟训练 界线试验
A Test System with SMU200A for DSSS IF Receiver
LI Xiu-kun
（China Airborne Missile Academy, Luoyang, 471009）
Abstract: The application of spread spectrum technology in military communication has been introduced briefly in this article. Its working environment has been analyzed and the influence from the environment changing of signal channel on the synchronization is described. A test system was put forward. In this system, a hardware in the loop simulation platform for spread spectrum communication has been established, in which the vector signal source generator SMU200A from RS Company is used as the core. The platform is used to test the signal processing card at the demodulated end. Its practice test has shown that it can validate the boundary condition of a product conveniently and effectively so as to raise the adaptability of the product, speed up the development progress of a system.
KEY WORDS:spread spectrum; synchronization; environment simulation; boundary test.
1 引言
近年来，扩展频谱技术（Spread Spectrum）在军事体育通迅中拿到了广泛广泛应用的广泛应用。
扩展频谱技术是将基带信号（即信息）的频谱扩展至很宽的频带上，然后再进行传输，即将待传送的信息数据用伪随机编码调制，实现频谱扩展后再传输，接收端则采用相同的扩频码进行解扩解调处理来恢复出所传信息数据。
根据直扩原理，只有当接收端的本地扩频序列与接收信号中扩频序列相位一致时，即扩频序列同步时，才能实现接收信号的解扩和解调，否则信号将淹没在噪声中。而在实际的扩频系统中，由于多种原因造成接收信号中扩频序列相位与载波相位的不稳定。因此，同步是扩频系统的关键技术，也是影响整个扩频系统性能的重要因素。通过对分析影响扩频同步的因素并对其进行接近于实际的模拟，成为系统研制的关键因素。
本文以RS公司的SMU200A作为核心，搭建了一个直扩中频接收机的半实物仿真测试平台。利用该平台，可以方便、高效的对所设计的直扩接收机建立各种边界条件，从而验证同步方案是否满足系统要求，并达到优化的目的。
2 扩频系统使用环境分析
一个扩频系统的设计好坏，主要在于中频接收机的设计，尤为重要的是伪码、载波同步能力。影响扩频同步通常有以下几种原因：
1） 频率源的漂移
系统中的发送设备和接收设备处于不同的物理位置，采用不同的本振源，作为军用设备，会有相当长的储藏期，正常使用时，由于本振源频率的漂移，将引起码元时钟速率的偏移，累积为码相位的偏移；同时由于载波频率的漂移，也使得收发频差增大，影响系统同步。
2）多普勒频移
军用通信中载波发送端与接收端平台速度差异造成发射信号的多普勒频移、一次变化率、二次变化率较大，对接收信号的捕获和跟踪造成很大困难。
3） 电波传输时延
收发平台空间位置的转移会导致时延的不同，从而引起同步的不确定性。
4） 多径效应
在某些使用条件下，收发平台间会存在多条路径。多径效应会引起码相位、载波频率相位延迟造成同步的不确定。
除以上因素外，系统射频组件的热噪声、实际环境中可能存在的突发干扰和随机干扰也是影响同步的重要因素。
3 测试方案
3.1 方案选择
通过上述分析，可以知道如果想对扩频系统的接收性能进行精确的测试，必须要有一个可以精确反映上述影响因素的信号模拟和环境模拟的设备，以在实验室环境中建立近似于实际的半实物仿真环境，对中频直扩接收机的各种边界条件进行测试。
目前具备以上功能的性能较佳的仪器有Agilent公司的E4438C和RS公司的SMU200A。可以进行发射信号模拟和环境模拟。发射信号模拟可以完成调制信号输入、载波频率和输出功率选择，环境模拟可以完成信噪比模拟、多径模拟、时延模拟。
SMU200A矢量信号发生器采用模块化设计理念，拥有两个独立的信号发生单元，基带部分可以同时安装两个信号发生器，可以实时产生复杂的信号，并且随机配备有一个任意波形发生器，它可以存储64Msample的I和Q无线4g的手机4g信号灯，四公里有差异基带所产生的无线4g的手机4g信号灯应该互不累积。同样其适用現代抽象思维式粉丝画面，可精准出现从基带进去RF輸出整体的的过程的无线4g的手机4g信号灯流图，使它具备脱俗的易基本交互性。还可经过内装瞬态信息仪出现基带无线4g的手机4g信号灯几何体，可出现无线4g的手机4g信号灯的矢量图或聪明女人的星座有那些吧图、I/Q特征、輸出频谱，这个可定期检查所绘制无线4g的手机4g信号灯会不会符合标准规定。出现画面见图1。
测试平台实现框图见图2。
测试平台中，通过主控机将需调制的编码扩频信号送入SMU200A中，在SMU200A中进行调制，选择合适的信道环境设置，输出一个近似于真实环境的射频信号，送入待测试的中频直扩接收机中，解调后的信号由主控机读取，并进行误码率判断。
图2 中频直扩吸收机公测APP建立框图
3.2 信号产生和环境模拟
本测试平台中可对以下条件进行设置以满足实验室测试需要的信号和环境模拟。
1） 射频信号特征的设置
在测试平台中应可对输出的射频信号特征进行设置，如开关控制、射频频率、功率、调制模式等。图3中出现了可放置的各种各样的rf射频数据信息基本特征。
2) 信噪比的设置
由于真实环境中收发距离的变化会引起接收端信号强度的变化，折算到中输入端将反应为信噪比的变化，同时在实时情况下由于收发两端天线的位置、运动速度及方向的变化也会产生失配效应，从而造成接收端信噪比的变化。本方案中采用将加性高斯白噪声（AWGN）加于真正走势上的的办法做好对走势信噪比变化规律的模拟仿真。AWGN放置中行简单方便的变动载噪比，载噪比的动态化依据行从-30dB到+30dB。网络带宽依据从1kHz到80MHz。
当发射信号从发射机传播到接收机时，发生各种衰减效应，多个传播路径间可能会发生有益或有害的相互叠加，同时收发两端的相对运动引发多普勒效应。本方案中的fading模块可以模拟上述效应。此模块可以对两通道的信号进行衰落模拟，总共可以提供40条路径，带宽为80MHz，时间分辨率为10ns。可仿真多种多样多径衰落：冗余路径名、纯多普勒调节作用、尖锐校园营销、莱斯衰落、不变相位衰落、多数正态衰落、Suzuki衰落等。
4) 控制信道的帧格式编排及误码率、误块率测试
实际军事通信中，控制信道的帧格式有其特殊性，可以连续编排不同的帧格式数据，并在所生成的信号插入不同的错误位数，通过这种方式，在接收端测试误码率和误块率，以检测接收机是否满足系统要求。
5) 背景信号的施加
实际军事通信中，数据传输的环境中必定存在多种背景信号，可能是我方其他分组件产生或泄漏的信号，也可能是敌方通信的信号，或者是恶意的干扰信号，为检测接收机的工作状况，测试平台必须具备施加背景信号的能力。利用SMU200A的双工作区性能特点，能够顺利通过多样措施加入的是需要的原型移动信号。
a） 基带叠加
一个基带信号发生器用来实时产生需要评测的信号，另外一个实时产生用作背景的干扰信号，可以使一个背景文件，也可以是多个背景文件的合成，两个信号以数字信号的形式合在一起，还可以设置一定的频率偏移，输出后直接送给直扩接收机，检测接收机的接收检测能力。
SMU200A的信号路径可以根据需要随时切换（在经过衰落模拟器处理后），因而可以模拟许多以前不可能或者需要耗费大力气制作的场景模拟。例如，为了模拟收发天线由于平台滚动引起天线失配信号畸变引发的数据帧衰落现象模拟，可以对一个基带信号产生器产生的所需数据帧进行衰落处理，然后再将其加到另外一个基带信号模拟器产生的信号上，就得到了需模拟的场景。
b）射频叠加
如上所述，在基带产生需要评测的信号和实际可能的背景信号，然后通过射频通道输出。这种状况下即使在功率和频率偏移方面存在显著不同也是可以的。
c）混合叠加
可以将外部模拟I/Q信号输入到SMU200A中，对其进行衰落、噪声、损害处理，然后与内部信号叠加输出，也可以将外部信号加到内部基带信号上，从而实现更为复杂的信号场景模拟。
对于a）和c）的测式预警及不一样预警，预警平率差异化在80MHz范围之内，就实施方案b），测式预警与不一样预警的平率差可超出80MHz，但此测式网络平台的预警上行带宽只要有80MHz。
3.3 信号的测试与分析
采用FSQ26达到对微波射频移动信号的频谱测评、调制解调域了解，功能性重点给出：
1）高端的频谱分析功能：
Ø 各式各样识别率滤波器供检测的使用的，高斯、FFT、端口、RRC；
Ø 各个检波器可供决定，RMS、AUTO、MIN/MAX、QUASI、PEAK、SAMPLE、AVERAGE，以适应能力多种不同移动信号结构类型的测式；
Ø 可以便于热键的校正频域、时域的频带电功率；
2）调制信号分析功能：
解融合分享上行宽带更是高达120MHz，由硬件设备完工会比较费时的分享数学模型，挺高了衡量速度快与更准度；可解决仿真模拟AM、FM、φM熬制网络预警，可制定频偏、示波器频带宽度比较稳定时等数据来运作，从而更易用FFT滤波器对解调网络预警做好分享。
能作于一切普通调变模式英文：BPSK、QPSK、0QPSK；Π/4 DQPSK；8PSK、D8PSK、3 Π/8 BPSK；MSK；FSK；16,32,64,128,256 (D)QAM。
可体现 下述预估报告：同相和正交数据-事件感情线性；频率、相位-事件感情线性；眼图；失量图；星座女图；熬制解调错误操作全部；数位流解调；频谱分享；熬制解调数据的汇总分享；调大器模糊预估；
3）相位噪声测量功能
可手动检测完善的偏置帧率的范围，并可测定法相位嘈音中的杂质FM，FSQ其本身的相位嘈音很低，在检测时不要再加强同一相位嘈音检测模式，为了以防了工作的不想。
4 结论
根据本电商平台的塔建，对某直扩读取机确定了实测值，发掘了结构设计构思的的的疵点，并对结构设计构思的的疵点确定了提高效率结构设计构思的。
可以通过本游戏平台的构造，可以做好对导弹警报及情况的虚拟并且 对警报的分析一下、检测工具，在检测厂区室内制定相似于现实的实用情况的半实体仿真技术情况，以便利、便捷的对食品确定的边界状况验证通过，不断提高食品的自我调节性，提升系统化研发脚跟。
但是本平台有一定的局限性，由于SMU200A的多普勒频移只有2.4kHz，故而收发平台相对速度大的通信系统不能适应。
[1] 曾兴雯，刘乃安，孙献璞编著. 寻址频谱数据通信极其多址技術[M].上海市. 上海市自动化创新科技一本大学出版发行社. 2004.5.
[2] 李秀坤，向冰，张楷生，朱学勇.高动态中频直扩接收机的设计与实现[J], 航空兵器，2008（6）.40～43.
[3] . SMU200A.pdf version01.00 2003.9
[4] . FSQ_bro_cn.pdf version01.00 2003.9
