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?yàn)樾诺罁p傷常常難以預(yù)測(cè),同時(shí)也不可復(fù)制,,所以很多工程師面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)是如何提供帶實(shí)際信號(hào)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(cè)量技術(shù)(包括使用測(cè)試信號(hào)記錄)了解造成信道損傷的原因,,能夠檢測(cè)出當(dāng)存在信道損傷時(shí)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(jì)挑戰(zhàn)。為使接收器的動(dòng)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(dòng)增益控制(AGC)電路對(duì)接收信號(hào)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(jí)輸出保持相對(duì)穩(wěn)定,,即使信號(hào)強(qiáng)度快速波動(dòng),也能使接收器獲得足夠的動(dòng)態(tài)范圍,。
測(cè)試衰落條件下的無線接收器也很困難,。在實(shí)際估算時(shí),工程師必須給待測(cè)接收器提供一個(gè)準(zhǔn)確代表配置環(huán)境的激勵(lì)信號(hào),。傳統(tǒng)上,,接收器設(shè)計(jì)驗(yàn)證與確認(rèn)都非常困難,、昂貴且耗時(shí)。如今的測(cè)試工程師普遍使用信道仿真,、驅(qū)動(dòng)測(cè)試以及信號(hào)記錄與回放這三鐘接收器驗(yàn)證方法中的一種來進(jìn)行驗(yàn)證,。
信道仿真可通過被設(shè)計(jì)用來重新生成各種類型衰落的信道模擬器來實(shí)現(xiàn),。然而,,信道模擬器也有缺點(diǎn),因?yàn)榻邮掌髟谄渑渲铆h(huán)境中通常經(jīng)歷多達(dá)40個(gè)或者更多不同的信號(hào)路徑,,即使最復(fù)雜的模擬器生成的信號(hào)也沒有實(shí)際信號(hào)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(dòng)測(cè)試是另一種估算接收器在真實(shí)條件下的性能的方法。驅(qū)動(dòng)測(cè)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(dòng)測(cè)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。
但是驅(qū)動(dòng)測(cè)試的缺點(diǎn)是昂貴,、費(fèi)時(shí)且不可重復(fù),。由于在特定測(cè)試期間,天氣和濕度等環(huán)境因素可能影響信號(hào)傳輸,,所以重新生成相同狀況通常很困難,。為此,工程師對(duì)能夠記錄感興趣的RF信號(hào),,并在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下重現(xiàn)該信號(hào)的技術(shù)越來越感興趣,。
通過記錄實(shí)際信號(hào),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(shí)際RF通信信號(hào)的過程涉及驅(qū)動(dòng)RF記錄系統(tǒng),。它在對(duì)接收器來說很困難的環(huán)境下被驅(qū)動(dòng),,隨后一旦捕獲大量數(shù)據(jù),記錄到的信號(hào)便能在控制的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下重新生成,,并直接連接到接收器進(jìn)行評(píng)估,。
與傳統(tǒng)測(cè)試方法相比,使用記錄波形方法測(cè)試接收器有很多優(yōu)點(diǎn),。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(cè)試結(jié)果。一個(gè)測(cè)試變?yōu)榱硪粋€(gè)測(cè)試而記錄波形將不變,,可在設(shè)計(jì)的多個(gè)階段采用相同的激勵(lì)數(shù)據(jù)集對(duì)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。
傳統(tǒng)RF儀器的波形存儲(chǔ)機(jī)制使用嵌入式隨機(jī)存取存儲(chǔ)(RAM),,能存儲(chǔ)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(dú)立磁盤冗余陣列(RAID)存儲(chǔ)器,,能存儲(chǔ)并重現(xiàn)更多波形,。
利用美國(guó)國(guó)家儀器公司(NI)的LabVIEW信號(hào)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(chǎng)合中,,采用矢量信號(hào)分析儀(VSA)獲取基帶數(shù)據(jù)并傳送給隊(duì)列結(jié)構(gòu)。隊(duì)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(gè)帶寬上都支持這種方法。例如,,NI PXIe-5672 2.7GHz矢量信號(hào)分析儀可連續(xù)生成的信號(hào)帶寬長(zhǎng)達(dá)20MHz,、持續(xù)時(shí)間為5小時(shí)或更長(zhǎng)。
RF記錄和回放設(shè)計(jì)的第二個(gè)設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)是保持采樣儀器的整個(gè)動(dòng)態(tài)范圍,。當(dāng)記錄儀器PXI-5661在高達(dá)80dB動(dòng)態(tài)范圍工作時(shí),,如果沒有AGC,在整個(gè)驅(qū)動(dòng)測(cè)試中維持此動(dòng)態(tài)范圍非常困難,。
一個(gè)可能的解決方案是在記錄儀器的前端增加一個(gè)簡(jiǎn)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(hào)的功率不斷變化,,使用儀器的整個(gè)動(dòng)態(tài)范圍也是可能的。