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4409A多路径干扰模拟器  2009-12-10 15:20

 

多径 在无线通信领域,多径指无线电信号从发射天线经过多个路径抵达接收天线的传播现象。大气层对电波的散射、电离层对电波的反射和折射,以及山峦、建筑等地表物体对电波的反射都会造成多径传播。
多径会导致信号的衰落和相移。瑞利衰落就是一种冲激响应幅度 服从瑞利分布的多径信道的统计学模型。对于存在直射信号的多径信道,其统计学模型可以由莱斯衰落描述。在数字无线通信系统中,多径效应产生的符号间干扰(inter symbol interference,ISI)会影响到信号传输的质量。时域均衡、正交频分复用(OFDM)和Rake接收机都能用于对抗由多径产生的干扰。
多普勒效应就是,当声音,光和无线电波等振动源与观测者以相对速度V相对运动时,观测者所收到的振动频率与振动源所发出的频率有所不同。因为这一现象是奥地利科学家多普勒最早发现的,所以称之为多普勒效应。由多普勒效应所形成的频率变化叫做多普勒频移,它与相对速度V成正比,与振动的频率成反比。
瑞利衰落Rayleigh Fading在无线通信信道环境中,电磁波经过反射,折射,散射等多条路径传播到达接收机后, 总信号的强度服从瑞利分布。 同时由于接收机的移动及其他原因, 信号强度和相位等特性又在起伏变化。
如果收到的信号中除了经反射,折射,散射等来的信号外, 还有从发射机直接到达接收机 (如从卫星直接到达地面接收机)的信号,那么总信号的强度服从分布莱斯, 故称为莱斯衰落
一般来说, 多路信号到达接收机的时间有先有后,即有相对时(间)延(迟)。 如果这些相对时延远小于一个符号的时间,则可以认为多路信号几乎是同时到达接收机的。 这种情况下多径不会造成符号间的干扰。 这种衰落称为平坦衰落, 因为这种信道的频率响应在所用的频段内是平坦的。
相反地, 如果多路信号的相对时延与一个符号的时间相比不可忽略,那么当多路信号迭加时, 不同时间的符号就会重迭在一起,造成符号间的干扰。 这种衰落称为频率选择性衰落, 因为这种信道的频率响应在所用的频段内是不平坦的。
至于快衰落和慢衰落, 通常指的是信号相对于一个符号时间而言的变化的快慢。 粗略地说,如果在一个符号的时间里,变化不大,则认为是慢衰落,也就是静态衰落。 反之, 如果在一个符号的时间里,有明显变化,则认为是快衰落。
分集接收-接收端对它收到的多个衰落特性互相独立(携带同一信息)的信号进行特定的处理,以降低信号电平起伏的办法。分集有两重含义:1、分散传输:使接收端能获得多个统计独立、携带同一信息的衰落信号。
2、集中处理:即接收机把收到的多个统计独立的衰落信号进行合并(包括选择与组合)以降低衰落的影响。
COFDM(coded orthogonal frequency division multiplexing),即编码正交频分复用的简称,是目前世界最先进和最具发展潜力的调制技术。其基本原理就是将高速数据流通过串并转换,分配到传输速率较低的若干子信道中进行传输。编码(C)是指信道编码采用编码率可变的卷积编码方式,以适应不同重要性数据的保护要求;正交频分(OFD)指使用大量的载波(副载波),它们有相等的频率间隔,都是一个基本震荡频率的整数倍;复用(M)指多路数据源相互交织地分布在上述大量载波上,形成一个频道。
COFDM技术的推出其实是为了提高载波的频谱利用率,或者是为了改进对多载波的调制,它的特点是各子载波相互正交,使扩频调制后的频谱可以相互重叠,从而减小了子载波间的相互干扰。COFDM每个载波所使用的调制方法可以不同。各个载波能够根据信道状况的不同选择不同的调制方式,比如BPSK、QPSK、8PSK、16QAM、64QAM等等,以频谱利用率和误码率之间的最佳平衡为原则。COFDM技术使用了自适应调制,根据信道条件的好坏来选择不同的调制方式。COFDM还采用了功率控制和自适应调制相协调工作方式。信道好的时候,发射功率不变,可以增强调制方式(如64QAM),或者在低调制方式(如QPSK)时降低发射功率。
1. 多普勒效应(Pure Doppler):仿真在直接传输路径上的,由于UE相对发射基站的移动而产生的频率变化。沿信号传播方向的移动导致检测到的频率低于发射频率,反方向的移动则导致其检测到的频率高于发射频率。
2. 瑞利分布(Rayleigh Fading):仿真由于大型障碍物(建筑物等)的反射导致的频率跳变,主要是仿真UE与基站之间无很强的直接视距路径的情形。(如在城市中,受高楼等障碍物的影响,基站与手机没有直接视距路径)
此外,由于在3GPP的规范中采取的是快速调制标准,因此,时延的变化(无论是突变还是缓慢变化)均是影响其信号质量的重要因素。所以,为了全面的考察接收机的性能,在3GPP的规范中又加入了以下两种传输条件,用以测试UE在该测试条件下的接收性能:
1. 移动传播条件(Moving Propagation):用以测试Rake接收机调整其在无线信道上延迟的能力
2. 生灭传播条件(Birth Death Propagation):仿真信号突然消失以及突然出现的动态传播环境,如用户突然走进建筑物的角落或者从该角落出来时的情景;用以测试Rake接收机对信号突然消失以及突然出现的抵抗能力。
 

PATH
衰落路
Doppler
多普勒(-2000 Hz~2000 Hz)
DELAY延时(us)-25~1000(±1 ms)
SPEED速度(kmh)
ATT衰减(0~50dB)
 
Rayleigh瑞利(1 Hz~ 2000 Hz)
 
 
 
 
Static
静态
 
PHASE相位(±180 °)
 
 
Rice莱斯(1 Hz~2000 Hz)
.
.
.
总共20或40个可设衰落路
 
 
 
FREQ频率比率(0 ~±1.0)与功率比率(0~ 30 dB)
NOISE
噪声
C/N载噪比(-5~+40dB,-5dB≦C/N<0 dB动态范围设置为中/低), STEP步进(0.1~40dB), SBW系统带宽(0.43~8 MHz), REF.PATH NO.参考载波路号(所设定的路或所有路), NOISE(ON/OFF), CAL SETTING校准设置 (手动/自动延时)
SETUP
设置
RF&DOPLER
多普勒检查
频率
速率
设置
所有路
所设定的路
DLY&PHASE
参考延时(0~2000 us)
相位参考频偏(±4MHz)
IF INPUT
中频输入频率(36~44MHz或选择3513A输入模式)
中频输出频率(36MHz,37.15MHz,44MHz)
中频自动增益控制开/关
AGC关时输入电平(-20~0dBm)
SPCL MODE
移动繁殖模式(开始)
生灭模式(开始)
CONFIG配置
衰落
不经衰落,信号直接通过(用于与衰落比较)
REMOTE
远程控制
GPIB
地址(1~30)
分隔符CR,LF,CR+LF,EOI
STATUS
警告信息
版本
PROFILE
3GPP
GSM:6tap
GSM:12tap
DVB-T
INIT(初始化)
D.RANGE
动态范围
中(-5dB≦C/N<0 dB时)
低(-5dB≦C/N<0 dB时)
共同衰减(020dB
ESC(Pre Menu)
返回上一级菜单
Top Menu
返回到主菜单
ENT确认
屏幕显示“Parameters Saving !wait…”正保存参数,请稍候
STO/RCL
保存/调用互相切换
LOCAL
本地切换
LOCK
连续按2次解锁

⑥ AGC Range  -17 dBm ~ 0 dBm (The performance is regulated in -10dBm.)
Output Signal Level  -10 dBm (Rated value when Noise is OFF.)
Condition Indicating LED 状态指示
Various Indicators
FAN ALARM 风扇存在故障停止时亮红灯
[INPUT] IF输入正常时亮绿灯
[NOISE]设置噪声时一直亮绿灯,启用时绿灯闪烁,不用时灯灭。
 [OVERFLOW]超出数字处理范围时亮红灯
*1准多普勒就是整个信号的频率转移是一致的,带宽压缩或扩展是不发生的。
*2 在莱斯模式中,频率比率和功率比率加在瑞利模式参数上。
 Frq Ratio:频率比率:直接波和多普勒频移瑞丽波的比值。(0 ~ ±1.0, 0.1步进)
 Pwr Ratio: 功率比率:直接波与瑞丽波的比值(0 ~ 30 dB, 0.1 dB步进)
④ Noise Band Width (NBW) Selected automatically by the system band width
   0.43 MHz ≦ SBW < 1.0 MHz NBW = 4.860 [MHz]
   1.0 MHz ≦ SBW < 3.0 MHz NBW = 8.717 [MHz]
   3.0 MHz ≦ SBW ≦ 8.0 MHz NBW = 12.610 [MHz]
P9
* Noise Band Width噪声带宽:噪音增加的等效噪声带宽。该值近3分贝带宽
①衰落/信号直接通过,不进行衰落
操作为[SETUP]- [CONFIG]-[CONFIGURATION]
② Input BPF 带通滤波输入
反锯齿滤波器防止A/D转换产生失真或混叠
③ Input Variable Gain AMP 可调的输入增益
可调的增益放大,用于输入适合的电平信号到A/D转换器
④ A/D Converter
信号以14 bits / 125 Msps速率输入
⑤ Digital Signal Processor
各自衰落信号由数字处理器产生,40路各自分散处理,然后数字组合
⑥ D/A Converter
数模转换以16 bits / 125 Msps速率输出
⑦ Output BPF 带通滤波器输出
滤除使D/A (图形或声音的) 效果失真或混叠
⑧ Output Variable Gain AMP 可调的输出增益放大
使输出电平保持恒定
P14
8.2.1.1(与多系统数字信号发生器连接时的操作)
连接好多
类别:仪器应用说明 |
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