DE60119121T2

DE60119121T2 - Emulation von übertragungsverzerrung

Info

Publication number: DE60119121T2
Application number: DE60119121T
Authority: DE
Inventors: James Huntington NOLAN; Leonid Plainview KAZAKEVICH; Fryderyk Huntington Station TYRA; Robert Huntington REGIS; Fred Commack SCHREIDER
Original assignee: InterDigital Technology Corp
Current assignee: InterDigital Technology Corp
Priority date: 2000-07-21
Filing date: 2001-07-20
Publication date: 2006-10-19
Anticipated expiration: 2021-07-21
Also published as: HK1057136A1; ATE324715T1; WO2002009313A3; EP1303933A2; ES2261449T3; DE60119121D1; EP1303933B1; AU2001278974A1; US7013257B1; WO2002009313A2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf analoge und digitale Kommunikationssysteme. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein System und ein Verfahren zum Emulieren von Signalbeeinträchtigungen, die während der Signalumwandlung und -übertragung auftreten.
Beschreibung der verwandten Technik
Einfach ausgedrückt, überträgt ein Kommunikationssystem Information von einer Quelle an ein Ziel. Das Informationssignal wird über ein entsprechendes Medium, das geführt oder ungeführt sein kann, wie zum Beispiel Kupferkabel, Lichtwellenleiter oder Luft, und allgemein als Kommunikationskanal bezeichnet wird, von der Quelle zum Ziel übertragen. Zum Verwenden eines Kanals zum Transport muss das Informationssignal so verändert werden, dass es zu den Eigenschaften des Kanals passt, was als Modulation bezeichnet wird. Die Wiederherstellung des informationstragenden Signals wird als Demodulation bezeichnet. Der Demodulationsschritt wandelt das transportierte Signal unter Anwendung des logischen Gegenteils des Modulationsvorgangs um.
In 1 ist ein bekanntes Kommunikationssystem gezeigt. Das Kommunikationssystem von 1 zeigt eine in einer einzigen Richtung verlaufende Kommunikationsverbindung für ein Datensignal von einem Standort (Benutzer 1) zu einem anderen Standort (Benutzer 2). Das bekannte System umfasst ein Sendemodem, einen Aufwärtsmischer bzw. Sender, ein Kommunikationsmedium, einen Abwärtsmischer bzw. Empfänger und ein Empfangsmodem. Das Sendemodem nimmt eine Dateneingabe entgegen und erzeugt gemäß dem gewählten Modulationsverfahren ein moduliertes digitales oder analoges Basisbandausgangssignal. Die modulierten Daten werden in einen Sender eingegeben, in dem sie auf eine vordefinierte Trägerfrequenz aufwärts gemischt und an das Kommunikationsmedium ausgegeben werden. Der Empfänger und das Empfangsmodem führen einen ähnlichen umgekehrten Vorgang durch.
Bestehende Kommunikationssysteme verwenden selten einen einfachen Zugriff. Protokolle, wie zum Beispiel TDMA (Time Division Multiple Access), CSMA (Carrier Sense Multiple Access), CDMA (Code Division Multiple Access) und frequenzbasierte Protokolle, wie zum Beispiel FDMA (Frequency Division Multiple Access) und OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) ermöglichen mehr als einem Benutzer einen Zugriff auf den selben Kommunikationskanal. Diese Verfahren können gemischt werden, um Hybride von Mehrfachzugriffsverfahren, wie zum Beispiel TDD (Time Division Duplex), zu schaffen. Das von einem Kommunikationssystem spezifizierte Zugriffsprotokoll wird typischerweise durchgeführt, nachdem die Daten moduliert wurden.
Bekannte Modulationsverfahren, die derzeit verwendet werden, sind FM (Frequenzmodulation), FSK (Frequency Shift Keying), PSK (Phase Shift Keying), BPSK (Binary Phase Shift Keying) und DPSK (Differential Phase Shift Keying). Die am häufigsten verwendeten Hochgeschwindigkeitsverfahren zur Datenmodulation sind QAM (Quadrature Amplitude Modulation) und QPSK (Quadrature Phase Shift Keying). Diese Verfahren variieren eine vordefinierte Trägerfrequenzamplitude und -phase gemäß einem Eingabesignal zum Senden mehrerer Bits pro Baud, um so die verfügbare Bandbreite effizienter zu nutzen.
Zum Erweitern des möglichen Bereichs der Datensignalwerte weist eine Quadraturmodulation ein Symbol zu, um mehr als zwei binäre Werte darzustellen. Das Konzept eines Symbols ermöglicht das Übertragen von mehr Information, da der Bitgehalt eines jeden Symbols eine eindeutige Impulsform diktiert. Symbole, die x Bits pro Symbol codieren, können eine quantisierte Version einer analogen Abtastung oder digitale Daten repräsentieren. Je nach der verwendeten Anzahl von Symbolen existiert eine gleiche Anzahl eindeutiger Impuls- oder Wellenformen. Die Anzahl von Datenbits bestimmt die Kombinationen der Amplitude und der Phase, die ein Konstellationsmuster definieren.
Die Quadraturmodulation basiert auf zwei unterschiedlichen Trägerwellenformen, die zueinander orthogonal sind. Wenn zwei Wellenformen gleichzeitig übertragen werden und miteinander nicht interferieren, sind sie orthogonal. Die Quadraturmodulation moduliert zwei unterschiedliche Signale in derselben Bandbreite, wodurch, wie in 2a gezeigt, ein zweidimensionaler Signalraum aufgespannt wird. Zwei Wellenformen, die allgemein für die Quadraturmodulation verwendet werden, sind die Sinus- und Cosinus-Wellenform mit der gleichen Frequenz. Die Wellenformen sind wie folgt definiert: s1(t) = a1cos(2πfct) (1)und s2(t) = a2sin(2πfct) (2)wobei f_c die Trägerfrequenz des modulierten Signals und a₁ und a₂ die Amplituden sind, die auf das Cosinus- bzw. das Sinussignal angewendet werden. Konventionsgemäß wird der Cosinusträger als die phasengleiche, reale Komponente I des Signals und der Sinusträger als die Quadraturkomponente, die imaginäre Komponente, Q des Signals bezeichnet. Lineare Kombinationen der Form a₁cos(2πf_ct) + a₂sin(2πf_ct) (wobei a₁ und a₂ reale Zahlen sind), die aus den zwei grundlegenden Wellenformen erzeugt werden, definieren Symbole im Modulationsalphabet. Die Symbole können als komplexe Zahlen a₁ + ja₂ dargestellt werden, wobei j als j = √–1 definiert ist.
Ein QAM-Symbol besteht aus mindestens einer Abtastung von sowohl dem phasengleichen Signal I als auch dem Quadratursignal Q. Die Signalamplitude ist durch die Entfernung vom Ursprung, die Phase durch die Winkeldistanz um den Einheitskreis angegeben. Nachdem die Daten als Symbole zusammengesetzt sind, werden die Symbole gemäß dem für das Kommunikationssystem gewählten Zugriffsprotokoll weiter verarbeitet.
Die oben genannte Verarbeitung wird typischerweise in einem Modem durchgeführt. Danach wird eine vordefinierte Trägerfrequenz mit dem aus dem Modem kommenden Basisband-Ausgangssignal moduliert, verstärkt und im Kommunikationsmedium übertragen. Die Aufwärtsmischung wird benötigt, wenn die Kanalfrequenzen über den Basisbandfrequenzen liegen. Die Übertragung durch ein Medium wird durch Umwandeln der Modem-Ausgangssignalamplitude, der Frequenz oder der Phase unter der Verwendung von Hochfrequenzverstärkern in einen Betriebsbereich zwischen 10⁴ und 10⁸ Hz, unter der Verwendung einer Mikrowellenverstärkung in einen Betriebsbereich zwischen 10⁸ und 10¹¹ Hz und auf 10¹¹ bis 10¹⁶ Hz unter der Verwendung optischer Frequenzverstärkung bewerkstelligt. Der Empfang der Kommunikationsübertragung erfolgt durch eine Abwärtsmischung.
Modulationsverfahren, welche die Phase nutzen, müssen das unvermeidliche Problem der Phasensynchronisation überwinden. Für eine entsprechende Signalisierung sollte der I- und der Q-Kanal dieselbe Verstärkung haben, wenn die beiden empfangenen Kanäle verarbeitet werden, wobei der I- und der Q-Kanal unkorreliert gehalten werden. Nicht übereinstimmende Signalverstärkungen oder -stärken zwischen unkorrelierten I- und Q-Kanälen verursachen Fehler bei der Verarbeitung. Phasendifferenzen zwischen den Trägerwellenformsignalen, die von 90 Grad abweichen, führen zu einem Überlauf zwischen einzelnen Kanälen und führen ebenfalls zu einer Verschlechterung der Leistung. Während der Trägermodulation (Aufwärtsmischung), der Übertragung durch den Kommunikationskanal und der Trägerdemodulation (Abwärtsmischung) treten jedoch Signalbeeinträchtigungen auf.
Signalbeeinträchtigungen, die während der Umwandlungsprozesse auftreten, sind Verstärkungs- und Phasenvariationen in den getrennten I- und Q-Kanälen. Dies geschieht teilweise aufgrund der mehreren elektronischen Mischer, Filter, A-D-Wandler usw., die bei der Konstruktion von Aufwärts- und Abwärtsmischern verwendet werden. Jede Komponente trägt aufgrund der Temperatur, Herstellungstoleranzen und anderen Faktoren ihre eigene Variation des spezifizierten Werts bei, bis sich die Variationen, als Ganzes genommen, beträchtlich auf die Signalintegrität auswirken. Eine Amplituden- und Phasenunsymmetrie zwischen dem I- und dem Q-Kanal führen zu Konstellationsverzerrungen, die in den 2b und 2c gezeigt sind, welche das Gesamt-Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) verringern.
Bei diesen Beeinträchtigungen sind Amplituden- und Phasenbeeinträchtigungen lineare Verzerrungen. Andere beträchtliche lineare Beeinträchtigungen, die während der Trägerfrequenzmodulation und -demodulation in einem Datensignal auftreten, sind die folgenden: Trägertrequenzoffset, verursacht durch lokale (Empfänger-)Oszillatordrift; Trägerphasenrauschen, das dem Datensignal durch aktive Vorrichtungen im Signalweg aufgeprägt wird; Kommunikationskanalbandbreitenabweichungen, die durch unbeabsichtigte Filterung verursacht sind; Gruppenverzögerungsvariation und Trägeramplitudenunsymmetrie.
Nichtlineare Beeinträchtigungen sind ein weiteres störendes Nebenprodukt. Nichtlineare Verzerrungen sind durch Veränderungen in der Ausgangsverstärkung oder -phase gekennzeichnet, die in Abhängigkeit von der Eingangssignalamplitude variieren. Die beiden hauptsächlichen Signalbeeinträchtigungen sind die folgenden: Amplituden-Amplituden-Verzerrung (AM-AM), die durch Nichtlinearitäten in der Gesamtverstärker-Verstärkungs-Transferfunktion verursacht werden, und Amplituden-Phasen-Verzerrung (AM-PM-Wandlung), die durch amplitudenabhängige Phasenverschiebungen verursacht werden.
Zusätzlich zu den Beeinträchtigungen, die durch Aufwärts- und Abwärtsmischung erzeugt werden, werden die Kommunikationsmedien, ob es sich dabei um geführte oder ungeführte handelt, von Hindernissen, Dämpfung und Wellenreflexionen beeinflusst. Diese Störungen wirken sich auf den Signalpegel um viele dB aus und ändern sich in einem mobilen Kommunikations-Betriebsumfeld ständig. Die Ausbreitungskenngrößen ändern sich beträchtlich je nach dem, ob eine Kommunikationsverbindung stationär oder mobil ist, je nach dem Zustand des Ausbreitungspfads und der Zusammensetzung des Mediums selbst.
Bei der Konstruktion und der Herstellung von Prototypen neuer Kommunikationssysteme testen die Hersteller die Basisband-Modulations-Demodulations-Komponenten und die Aufwärts- bzw. Abwärtsmischungen auf die und von den Übertragungskanal-Betriebsfrequenzen routinemäßig und gründlich. Zum Prüfen eines Modemhardwareaufbaus umfassen bekannte Testverfahren Signalgeneratoren, Generatoren und Messgeräte für E_b/N_o (Verhältnis der Träger- oder Bitenergie zur Rauschenergie), Kanalemulatoren usw. Dieses Verfahren bezieht jedoch die Umwandlungskomponenten nicht mit ein.
Das bekannte Testverfahren hat zwei grundlegende Nachteile. Erstens kann das Verfahren eine Konstruktion nicht bei den Basisband-Signalisierungsfrequenzen prüfen, da es schwierig ist, Aufwärts- bzw. Abwärtsmischungs- und Übertragungskanalbeeinträchtigungen von algorithmischen oder anderen Systemdefiziten zu trennen. Zweitens ist im Stand der Technik keine Schnittstelle zum Prüfen des zur Umwandlung verwendeten Modems und des Übertragungsmediums vor der Integrierung in die tatsächliche Hardware vorgesehen.
Es besteht daher ein Bedarf nach einem System und einem Verfahren, das die Prüfung eines vollständigen Systems vom Sendemodem bis zum Empfangsmodem erlaubt, indem im Basisband Beeinträchtigungen der Signalqualität simuliert werden, die während der Signalumwandlung und innerhalb des Übertragungsmediums auftreten.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist ein System und ein Verfahren, das mehrere Signalbeeinträchtigungen emuliert, die von Übertragungskomponenten und -medien verursacht werden, die in typischen Kommunikationssystemen eingesetzt werden. Während der Basisbandsignal-Aufwärtsmischung, Übertragung auf einem Kommunikationskanal und Abwärtsmischung treten verschiedene lineare und nichtlineare Verzerrungen im Kommunikationssignal auf. Die vorliegende Erfindung modelliert mehrere bekannte lineare und nichtlineare Verzerrungen zum dynamischen Prüfen der Leistung der Sende- und Empfangsmodems, ohne dass dazu eine empirische Prüfung nötig ist, indem eine Kombination aus digitaler Hardware und Software für genaue und wiederholbare Tests eingesetzt wird. Eine Vielzahl linearer und nichtlinearer Verzerrungscharakteristiken werden zwischen dem Sende- und dem Empfangsmodem auf ein moduliertes Basisband-Datensignal aufgeprägt, um unabhängig vom verwendeten Modulationsverfahren und dem eingesetzten Zugriffsprotokoll ein gründliches Testen und eine Optimierung der Modemleistung zu erreichen und ohne dass dazu tatsächliche Übertragungsfrequenzkomponenten und/oder das physische Kommunikationskanalmedium benötig werden. Der Kommunikationsübertragungsemulator umfasst Sendemodule, Empfangsmodule und Kommunikationsmedienmodule. Der Übertragungsemulator ist so konfigurierbar, dass er die Simulation eines einzelnen Kanals, die Simulation einer Vollduplexkommunikation, die Simulation eines gewöhnlichen Basisstationsempfängers, an den eine Vielzahl von Benutzern senden, und die Simulation eines Basisstationssenders, von dem eine Vielzahl von Benutzern Signale empfangen, zu ermöglichen, wobei alle Konfigurationen mit oder ohne Medienbeeinträchtigungsmodule möglich sind. Die Kommunikationsmedienmodule simulieren Mehrwege-Signalverzerrungen, Signalschwund und -Verzögerungen für ein gewähltes Medium. Je nach der Simulation kann jeder Modultyp einzeln konfiguriert werden, wobei dem Basisbandsignal zum Prüfen und zum Optimieren der Modemkonstruktion mehrere lineare und nichtlineare Beeinträchtigungen zusammen mit Verzögerungskomponenten hinzugefügt werden.
Demnach ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Übertragungskomponenten und Kommunikationsmedien eines Kommunikationssystems digital zu modellieren.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, Beeinträchtigungen zu simulieren, die von nicht idealen Sendern, Empfängern und Kommunikationsmedien in einem Kommunikationssystem verursacht werden.
Weitere Aufgaben und Vorteile des erfindungsgemäßen Systems und Verfahrens gehen für den Fachmann aus der Lektüre der detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform hervor.
Kurz Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm eines beispielhaften bekannten Kommunikationssystems.
2a ist ein Quadraturmodulations-Konstellationsmuster mit gleicher Amplitude und Phase.
2b ist ein Quadraturmodulations-Konstellationsmuster, bei dem eine Amplitudenunsymmetrie gezeigt ist.
2c ist ein Quadraturmodulations-Konstellationsmuster, bei dem eine Phasenunsymmetrie gezeigt ist.
3 ist ein Blockdiagramm der vorliegenden Erfindung.
4a ist ein Blockdiagramm einer Simulation einer Übertragung auf einem einzelnen Kanal unter der Verwendung der vorliegenden Erfindung.
4b ist ein Blockdiagramm einer Simulation einer Übertragung auf zwei Kanälen mit Medienbeeinträchtigungen unter der Verwendung der vorliegenden Erfindung.
4c ist ein Blockdiagramm einer Simulation einer Mehrfachbenutzer-Mehrfachzugriffs-Übertragung mit Medienbeeinträchtigungen unter der Verwendung der vorliegenden Erfindung.
4d ist ein Blockdiagramm einer Simulation einer Mehrfachbenutzer-Mehrfachzugriffs-Übertragung mit externen Hochfrequenzkanalbeeinträchtigungen unter der Verwendung der vorliegenden Erfindung.
Die 5a bis 5c sind ein Menu für eine Emulation linearer Beeinträchtigungen bei einem Sende- und einem Empfangsmodul.
6 ist ein Menu für eine Emulation nichtlinearer Beeinträchtigungen bei einem Sende- und einem Empfangsmodul.
7 ist ein Menu für eine Emulation einer Steuersignalbeeinträchtigung.
Die 8a und 8b sind ein Menu für eine Emulation einer Medienmodulbeeinträchtigung.
9 ist eine beispielhafter Plot von I- und Q-Signalvektoren.
10 ist ein Systemdiagramm eines Amplitudenunsymmetrie-Beeinträchtigungsmodells.
11a ist eine Systemdiagramm eines Trägerphasenoffset-Beeinträchtigungsmodells.
11b ist ein Plot, der eine resultierende Phasenbeeinträchtigung zeigt.
12 ist ein Systemdiagramm eines Modells einer Beeinträchtigung durch Trägerphasen- und Frequenzoffset.
13 ist ein Systemdiagramm eines Phasenrauschen-Beeinträchtigungsmodells.
14 ist ein Systemdiagramm eines Sende/Empfangs-Rauschen-Beeinträchtigungsmodells.
15 ist ein Systemdiagramm eines Modem-Rauschen-Beeinträchtigungsmodells.
16 ist ein Systemdiagramm eines Gruppenverzögerungs-Beeinträchtigungsmodells unter der Verwendung von Allpassfiltern.
17 ist ein Systemdiagramm eines Bandbreiten-Einschränkungs-Beeinträchtigungsmodells unter der Verwendung von Tiefpassfiltern.
18 ist ein Systemdiagramm eines Gleichspannungsträgeroffset-Beeinträchtigungsmodells.
19 ist ein Systemdiagramm eines TPC-Beeinträchtigungsmodells.
20 ist ein Systemdiagramm eines AGC-Beeinträchtigungsmodells.
21a ist ein Systemdiagramm eines AM-AM-Verzerrungs-Beeinträchtigungsmodells.
21b ist ein Plot, der AM-AM-Verzerrungskomponenten zeigt.
21c ist ein Plot, der eine Verstärker-Ausgabe-Komprimierung zeigt.
22a ist ein Systemdiagramm eines AM-PM-Verzerrungs-Beeinträchtigungsmodells.
22b ist ein Plot, der AM-PM-Verzerrungskomponenten zeigt.
Die 23a und 23b sind ein detailliertes Systemblockdiagramm eines Sendemoduls der vorliegenden Erfindung.
Die 24a und 24b sind ein detailliertes Systemblockdiagramm eines Empfangsmoduls der vorliegenden Erfindung.
25 ist eine Systemdiagramm eines programmierbaren Modells einer Schwundbeeinträchtigung.
Die 26a und 26b sind ein detailliertes Systemblockdiagramm eines Kommunikationsmedienmoduls der vorliegenden Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Es folgt eine Beschreibung der Ausführungsformen anhand der Zeichnungen, in denen durchwegs die gleichen Bezugszeichen für die gleichen Elemente verwendet werden.
In 3 ist der erfindungsgemäße Kommunikationsübertragungsemulator 31 gezeigt. Der Emulator 31 umfasst einen Rahmen 33 und drei adressierbare, konfigurierbare Modulgruppen: 1) Sendekanalmodule 35₁ , 35₂ , ... 35_n , 2) Empfangskanalmodule 37₁ , 37₂ , ... 37_n , und 3) Kommunikationskanalmedienmodule 39₁ , 39₂ , 39₃ ... 39_n . Jedes Sende- 35₁ , 35₂ , ... 35_n und Empfangskanalmodul 37₁ , 37₂ , ... 37_n hat einen externen Eingang I_I, I_Q bzw. Ausgang O_I, O_Q zum Empfangen eines Signals bzw. senden eines Signals an die Modulations- oder Demodulationssysteme von gestestet werdenden Modems bzw. von ihnen. Sendemodems 35₁ , 35₂ , ... 35_n haben eine externe Eingabe zum Empfangen eines Sendeleistungsregelungs-TPC-Signals vom Modulationsteil eines Modems, und Empfangsmodule haben einen externen Eingang zum Empfangen eines AGC-Signals (Signals zur automatischen Verstärkungsregelung) vom Demodulationsteil eines Modems. Die Daten- und Steuersignaleingänge und -ausgänge sind entweder zur analogen oder zur digitalen Kompatibilität auswählbar. Das für den Emulator 31 gewählte digitale Format ermöglicht multiplexierte oder getrennte I- und Q-Multibit-Datenströme mit einem beliebigen Modulationsverfahren, das in einem zweidimensionalen Signalraum modelliert werden kann. Für analoge Signalquellen und -ausgänge werden die Signal durch interne A-D- bzw. D-A-Wandler verarbeitet. Die Module können aus diskreten Komponenten, feldprogrammierbaren Gatteranordnungen (FPGAs), anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (ASICs) und dergleichen zusammengesetzt werden.
Jedes Sende- 35₁ , 35₂ , ... 35_n und Empfangskanalmodul 37₁ , 37₂ , ... 37_n empfängt einen programmierbaren Frequenz-Aufwärts- 41₁ , 41₂ , ... 41_n bzw. -Abwärtsmischer 43₁ , 43₂ , ... 43_n zur Kopplung mit einem externen Hochfrequenz-Kanal-Kommunikationsmedium. Der Betrieb der externen Kommunikationsmedien liegt außerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung.
Zum Eingehen auf eine Vielzahl von Modemtestsimulationen stellt ein virtueller Splitter/Kombinierer 45 eine weiche Kopplung zu jedem residenten Sende- 35₁ , 35₂ , ... 35_n , Empfangs- 37₁ , 37₂ , ... 37_n und Medienmodul 39₁ , 39₂ , ... 39_n in vom Benutzer definierten Simuiationen her. Da die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung 31 nach dem Baukastenprinzip konstruiert ist, kann die Anzahl der Module, können die Modultypen und die Hochfrequenz-Aufwärts- bzw. -Abwärtsmischer variieren. Alternative Ausführungsformen der Erfindung 31 können eine feste Anzahl von Modulen und Variationen bei der Modulzusammensetzung haben. Der Emulator 31 wird von einer Wechselspannungs-Netzstromquelle versorgt, wobei der Leitungsstrom durch eine interne Stromversorgung verringert wird, die für das Einsatzland einstellbar (und nicht gezeigt) ist.
Ein Mikroprozessor 47 mit einem kollateralen RAM 49 und ROM 51 kommuniziert mit jedem Sendekanal- 35₁ , 35₂ , ... 35_n , Empfangskanal- 37₁ , 37₂ , ... 37_n und Kommunikationskanalmedienmodul 39₁ , 39₂ , 39₃ , ... 39_n über einen dedizierten Kommunikationsbus 53. Der Mikroprozessor 47 erkennt und bestätigt jedes residente Modul mit einer eindeutigen Adresse. Eine integrierte Systemkonfiguration wird von einem Benutzer durchgeführt, der unter der Benutzung einer Zeigervorrichtung 55, eines Rotationsimpulsgebers 57 und Schaltoptionen durch eine Vielzahl von Menus navigiert, wobei Beeinträchtigungsmenus auf einem hoch auflösenden Bildschirm 59 angezeigt werden. An den Mikroprozessor 47 und den Kommunikationsbus 53 ist ein Puffer 61 angeschlossen, der mit externen Verbindungen 63a, b, c gekoppelt ist, die so ausgelegt sind, dass sie einer seriellen RS-232-Punkt-zu-Punkt-Schnittstelle, bzw. dem IEEE-488- oder dem USB-Kommunikationsbus entsprechen. Andere Busarchitekturen, die dem Fachmann auf diesem Gebiet bekannt sind, können ebenfalls verwendet werden. Die Kommunikationsbusse 63a, b, c stellen einen Datenbus zwischen dem Emulator 31 und einem Benutzercomputer 65, oder LAN oder WAN (hier nicht gezeigt) zur Systemfernkonfiguration bereit.
Der PC 65, auf dem eines der Betriebssysteme MAC OS^®, Linux^®, Windows^® oder dergleichen läuft, führt ein installiertes Anwendungsprogramm 67 aus, das zur entfernten Simulationskonfiguration, Emulationsmodul konfiguration und Leistungsüberwachung nötig ist. Der Computer 65 führt mit dem Emulator 31 über den Kommunikationsbus 63c einen Quittungsaustausch durch und fragt ihn ab. Nach dem Start zeigt das Programm 67 eine graphische Benutzerschnittstelle bzw. GUI 69, die dem Benutzer den Zugriff ermöglicht, um eine Simulation zusammenzustellen, indem der Typ und die Anzahl von Modulen gewählt, jedes Modul konfiguriert und eine weiche Verbindung zwischen den Komponenten des Emulators geschaffen wird. Die Modulkonfiguration umfasst die Auswahl spezifischer Beeinträchtigungsmodelle für einen bestimmten Modultyp und die Eingabe von Beeinträchtigungswerten durch das Öffnen einer Reihe von Dialogkästchen, die Dateneingabebereiche und Optionsfelder aufweisen, wobei die GUI 69 den Benutzer zur Eingabe von Information auffordert, worauf der Benutzer dann mit einer entsprechenden Eingabe reagiert. Die Beeinträchtigungswerte werden in entsprechende Speicherplätze geladen, die auf den in Benutzung befindlichen Modulen residieren. Der Benutzer kann den Emulator 31 auch unter der Verwendung eines Befehlssatzes konfigurieren, der von der Anzeige 59 erhältlich ist. Zur Steuerung und zum Erhalten wiederholbarer Tests können verschiedene Testsimulationen und Modulkonfigurationsparameter zum späteren Abrufen archiviert werden.
Das Anwendungsprogramm 67 zeigt eine Menu an, von dem der Benutzer den Typ und die Anzahl von Modulen für eine Simulation auswählt. Ein Klicken mit der Zeigervorrichtung 55 auf ein Modulsymbol (Typ) öffnet eine Dialogbox, die mögliche Konfigurationsoptionen sowie eine Liste benutzergesteuerter Parameter anzeigt. Die GUI 69 liefert zusätzlich ein intuitives Verfahren für eine weiche Verbindung und Konfiguration eines jeden Modultyps und dient nach der Konfiguration als eine Schalttafel für den Emulator 31, der die tatsächliche Kommunikationshardware visuell darstellt. Die Testsimulation wird von einer empirischen Echtzeit-Leistungsmessung und einer Trendfeststellung begleitet.
Ein Benutzer bestimmt zuerst eine Simulationsgestaltung. Beispielsimulationen sind in den 4a, b, c und d gezeigt. 4a zeigt den Emulator 31, der mit dem Modulator eines ersten Modems und dem Demodulator eines zweiten Modems verbunden ist, die eine Übertragung auf einen einzelnen Kanal mit einzelnem Zugriff simulieren, wobei Beeinträchtigungen im Sender und im Empfänger vom Benutzer wählbar sind. 4b zeigt den Emulator 31, der mit einem ersten Modem und einem zweiten Modem verbunden ist, wobei eine Übertragung mit Vollduplex und einfachem Zugriff simuliert wird, wobei Sender-, Empfänger- und Medienbeeinträchtigungen wählbar sind. 4c zeigt eine Simulation eines Mehrfachzugriffs-Mehrfachbenutzer-Aufwärtsstrecken-Empfangs zwischen drei entfernten Modems, die mit einem Basisstationsmodem kommunizieren, mit Sender-, Empfänger- und Medienbeeinträchtigungen. 4d zeigt eine Simulation eines Mehrfachzugriffs-Mehrfachbenutzer-Aufwärtsstrecken-Empfangs zwischen drei entfernten Modems, die mit einem Basisstationsmodem kommunizieren unter der Verwendung des HF-Aufwärts/Abwärts-Mischers 41₁ , 41₂ , 41₃ , 43₁ mit programmierbarer Frequenz mit einem externen Luftschnittstellenemulator für frequenzabhängige Mehrfachzugriffsprotokolle. Andere Simulationskonfigurationen sind ebenfalls möglich.
Der Benutzer stellt den Emulator 31 mit den verschiedenen Modultypen zusammen, die für eine gewünschte Emulation benötigt werden, und verbindet die gestestet werdenden Modems mit entsprechenden Eingängen und Ausgängen auf den Sendekanal- 35₁ , 35₂ , ... 35_n und Empfangskanalmodulen 37₁ , 37₂ , ... 37_n . Unter der Verwendung entweder des Computers 65 oder der Anzeige 59 stellt der Benutzer mit dem virtuellen Splitter/Kombinierer 45 zwischen ausgewählten Modulen weiche Verbindungen her, wodurch die Simulationskonfiguration vervollständigt wird.
Unter der Verwendung der Zeigervorrichtung öffnet der Benutzer eine Dialogbox für jeden Modultyp. Sende- 35₁ , 35₂ , ... 35_n und Empfangsmodule 37₁ , 37₂ , ... 37_n emulieren lineare und nichtlineare Verzerrungen von Mischern, Verstärkern, Filtern usw. Unter der Verwendung der Zeigervorrichtung wählt der Benutzer die Funkbeeinträchtigungen, die in die Simulation mit einzubeziehen sind, und gibt die Parameterwerte für jedes gewünschte Beeinträchtigungsmodell ein. Das Öffnen einer in einem Beeinträchtigungstyp verwendeten Filterdialogbox ermöglicht es dem Benutzer, Kenngrößen und Parameter, wie zum Beispiel den Typ, die Steigung, 3 dB-Punkte, Phasenoffset, Gruppenverzögerung usw. anzugeben. Allgemeine Leistungsparameter, wie zum Beispiel Ansprechverhalten, I- und Q-Amplitude, Signalpegel, Abtastfrequenz, HF-Bandbreite, Filterbandbreiten, Filteransprechen und Ausgangssignalskalierung usw. werden für jedes in der Simulation verwendete Modul in ähnlicher Weise ausgewählt. Medienkanalmodule 39₁ , 39₂ , 39₃ , ... 39_n werden zuerst für den Übertragungsschnittstellentyp, d.h. ungeführt oder geführt, konfiguriert, und dann folgen die Konfigurationsparameter für gewünschte Beeinträchtigungsmodelle. Das gleiche Verfahren wird, wie oben beschrieben, zum Eingeben von Konfigurationsparametern für jedes Medienmodul verwendet. Auf diese Weise stellt der Benutzer eine digitale Emulation von Sendern, Kommunikationsmedien und Empfängern zusammen, die einen vollständigen Kommunikationspfad von Sendemodembasisbandfrequenzen zu Empfangsmodembasisbandfrequenzen umfasst.
Das Anwendungsprogramm 67 erstellt eine Datenbank, die es dem Benutzer erlaubt, Einstellungsparameter und Emulationsdaten zur späteren Verwendung zu speichern und bei der Analyse einer jeden Simulation durch die Trendanalyse von gewählten Parametern beizutragen. Das Programm erlaubt es dem Benutzer außerdem, eine in der Durchführung begriffene Simulation dynamisch zu ändern, indem die Beeinträchtigungen eingestellt oder vom Signalpfad entfernt werden.
In den 5a, b und c, 6 und 7 sind lineare, nichtlineare und Steuersignalmenus der digitalen Beeinträchtigungsmodelle dargestellt, die in den Sende- 35 und Empfangskanalmodulen 37 ausgeführt werden. Die 8a und 8b zeigen ein Menu des digitalen Beeinträchtigungsmodells, das in den Kommunikationsmedienmodulen 39 ausgeführt wird.
Unter Bezugnahme auf die 5a, b und c, 6 und 7 ermöglicht der Emulator entweder statische oder dynamische Beeinträchtigungssimulationen. In die Beeinträchtigungsmodellvariablen eingegebene Beeinträchtigungswerte bleiben konstant, wenn sie nicht geändert werden. Wenn ein dynamischer Test für eine bestimmte Beeinträchtigung gewünscht wird, wird die Beeinträchtigungsvariable selbst gemäß vordefinierten Wellenformen variiert, die vom Benutzer gewählt werden.
Dynamische Tests ermöglichen eine Prüfen einer Träger/Daten-Wiederherstellung und einer Verstärkungs-Regelschleifen-Antwort, da Regelschleifen in typische DSP-Modemkonstruktionen eingebettet sind. Regelschleifen beinhalten Trägerphasen-Wiederherstellungsschleifen für I- und Q-Derotation in Konstruktionen mit kohärenter Demodulation, Symbolzeitabstimmungswiederherstellung, PN-Code-Nachführschleifen in Direkt-Sequenz-Spreizspektrumssystemen und AGC-(Automatic Gain Control) und TPC-Schleifen (Transmit Power Control). Dynamische Tests simulieren auch Beeinträchtigungen, die üblicherweise in Frequenzsprungsystemen und anderen diskontinuierlichen Mehrfachzugriffs-Modulationsprotokollen, wie zum Beispiel TDMA, Bluetooth^®, usw. vorkommen. Immer dann, wenn zum Beispiel in einem Frequenzsprungsystem ein Frequenzsprung vorkommt, ist der Träger nach einem kurzen Trägerfrequenz- und Phasen-Übergangsintervall auf einer neuen Frequenz und Phase mit einem neuen Trägerfrequenzoffset. Diese Veränderungen treten in einem Frequenzsprungverfahren periodisch auf und können mit periodischen Wellenformen simuliert werden, welche die Beeinträchtigungen modulieren (indem zum Beispiel die Trägerfrequenzoffset-Beeinträchtigungs-Variable moduliert wird).
Nachdem ein Kommunikationssystem simuliert wurde und die genannten dynamischen Tests durchlaufen hat, kann die Reaktion beobachtet werden. Zum Beispiel kann ein Parameterwert oder eine Metrik, die in einem digitalen Signalprozessor lokalisiert ist, der in einem Testmodem eingesetzt wird, beobachtet werden, oder es kann ihr bisheriges Verhalten (History) protokolliert und in einer Datei abgelegt werden, was ein späteres Abrufen und Untersuchen ermöglicht. Eine Beobachtung kann auch durch externe Testgeräte, wie zum Beispiel Speicheroszillographen und logische Analysierer durchgeführt werden, die an den Emulatoreingängen und -ausgängen angeschlossen sind, wenn eine Simulation durchgeführt wird, die zusammen mit dem Emulator 31 verwendet werden können. Parameter, wie zum Beispiel momentaner Phasenfehler oder momentane Phasenvarianz innerhalb der Nachführschleife des Systems, können gemessen werden, um das Verhalten der PN-Code-Nachführschleife oder einer HF-Träger-Derotations-Regelschleife im Ansprechen auf den gewählten Stimulus zu prüfen.
Zum dynamischen Prüfen der Leistung der verschiedenen Regelschleifen und zum Überprüfen der Gesamt-Modemantwort legt der Emulator Stimuli in der Form von Beeinträchtigungsvariablen an, die als Sinuswellenformen, gewobbelte Sinuswellenformen, Rechteckwellenformen zur Schrittantworttestung, Sägezahnwellenformen zur Rampenantworttestung, Impulsantworten und andere zusammengesetzte Wellenformen moduliert werden, die dem Fachmann auf diesem Gebiet bekannt sind. Die mehreren Wellenformen werden von einem Prozessor generiert, der in jedes Sende- und Empfangsmodul integriert ist und über Software programmiert wird, und sind selbst vollständig konfigurierbar. Die dynamischen Beeinträchtigungen können nach Anwendungsbeeinträchtigungstypen aus den in den 5a, b, und c, 6 und 7a und 7b gezeigten Menus gewählt werden. Die dynamischen Simulationsmessungen werden analysiert, um zu prüfen, ob die einzelnen Modemregelschleifen ihre konstruktionsgemäße Leistung erbringen und um eine weitere Regelschleifenoptimierung zu erhalten.
Lineare Sende- und Empfangsmodul-Beeinträchtigungsmodelle
Amplitudenunsymmetrie
Zum genauen Simulieren einer Amplitudenunsymmetrie ohne Einführung weiterer schädlicher Auswirkungen auf die Signale wird die Gesamtsignalleistung von einem konstanten Wert abgeändert. In 9 ist ein Plot des idealen räumlichen Verhältnisses zwischen I- und Q-Signalvektoren in einem zweidimensionalen Signalraum und ihr resultierender Leistungsvektor S gezeigt. Die Summe der Vektoren I- und Q ergibt den Vektor S. Es sei |S| gleich dem Radius eines Einheitskreises (1), dann I = Scosθ,und Q = Ssinθ.
Daraus folgt: S = √(I² + Q²),oder S2 = I2 + Q2, (3) was ergibt:
Die Amplitudenunsymmetrie wird dadurch modelliert, dass eine Disparität zwischen den entsprechenden I- und Q-Signalverstärkungen erzeugt wird. Der Emulator modelliert eine Amplitudenunsymmetrie, wie in 10 gezeigt. Da die gesamte momentane Leistung Pt = |I|2 + |Q|2 ist und um die Gesamtleistung konstant zu halten, nachdem eine Unsymmetrie angelegt wurde, werden die I- und Q-Unsymmetrie (I (imbalance) bzw. Q (imbalance)) wie folgt definiert: I(imbalance) = (√2)sin(arctan(10(x/10))), und (5) Q(imbalance) = (√2)cos(arctan(10(x/10))), (6)wobei ± x die Unsymmetrie steuert. Für x = 0 ist die Amplitudenunsymmetrie zwischen den I- und Q-Signalen gleich Null (x wird als dB eingegeben).
Trägerphasenunsymmetrie
Die Trägerphasenunsymmetrie wird dadurch modelliert, dass eine Phasendifferenz zwischen den I- und Q-Signalkomponenten eingeführt wird, die nicht 90° ist. Der Emulator implementiert eine Phasenunsymmetrie, wie in 11a gezeigt. Es sei: I = Iasin(ωt),und Q = Qacos(ωt),wobei
|I| und |Q| = 1 ist.
I und Q repräsentieren Beispiele von Signalen, die an den Eingang des Phasenunsymmetriemodells angelegt werden, wobei A gleich dem Phasenfehlerausdruck ist, I' = Icos(A) + Qsin(A) = Iasin(ωt)cos(A) + Qacos(ωt)sin(A) = sin(ωt + A); und (7) Q' = Qcos(A) + Isin(A) = Qacos(ωt)cos(A) + Iasin(ωt)sin(A) = cos(ωt – A). (8)
11b zeigt die Auswirkung des Phasenunsymmetriefehlerausdrucks A auf die I- und Q-Vektoren.
Trägerfrequenzoffset und Trägerphasenoffset
Der Frequenzoffset wird dadurch modelliert, dass die Frequenz des Trägersignals dadurch geändert wird, dass die I- und Q-Signale ständig mit einem Frequenzoffsetsignal X rotiert werden. Der Emulator implementiert den Frequenzoffset, wie in 12 gezeigt. I = Iasin(ωt),und Q = Qacos(ωt), I' = Icos(A) + Qsin(A) = Iasin(ωt)cos(A) + Qacos(ωt)sin(A) = sin(ωt + A) = sin((ω + X)t), und (9) Q' = Qcos(A) – Isin(A) = Qacos(ωt)cos(A) – Iasin(ωt)sin(A) = cos(ωt + A) = cos((ω + X)t). (10)
Die Phasenoffsetkomponente ist A und die Frequenzoffsetkomponente ist X, und |I| und |Q| = 1.
Trägerphasenrauschen
Das Trägerphasenrauschen wird durch das Einführen einer Zufallsrauschkomponente für jedes Signal modelliert. Der Emulator implementiert das Phasenrauschen, wie in 13 gezeigt. Ein Pseudorauschgenerator (PN-Generator) mit einer Gauß'schen Verteilung fügt ein Rauschen hinzu, das demjenigen ähnlich ist, das in Halbleitern erzeugt wird. pn signal = A = x(t),mit |I| und |Q| = 1
wobei x(t) eine Zufallsvariable mit einer Normalverteilung ist und I = Iasin(ωt),und Q = Qacos(ωt), I' = Icos(A) + Qsin(A) = Iasin(ωt)cos(A) + Qacos(ωt)sin(A) = sin(ωt + A), und (11) Q' = Qcos(A) – Isin(A) = Qacos(ωt)cos(A) – Iasin(ωt)sin(A) = cos(ωt + A). (12)
Die I- und Q-Signale werden durch das PN-Signal A ständig phasenmoduliert.
Sende-/Empfangs-Rauschen
Sende-(oder Empfangs-)Rauschen wird dadurch modelliert, dass dem Störpegel jedes I- und Q-Signals eine Zufallsrauschkomponente hinzugefügt wird. Der Emulator implementiert das Sende-/Empfangs-Rauschen, wie in 14 gezeigt. Eine additive weiße Gauß'sche Rauschquelle fügt noch eine sonstige Rauschkomponente hinzu.
Modemrauschen
Das Modemrauschen wird dadurch modelliert, dass dem Störpegel jedes I- und Q-Signals eine Zufallsrauschkomponente hinzugefügt wird. Der Emulator implementiert das Modemrauschen, wie in 15 gezeigt. Eine additive weiße Gauß'sche Rauschquelle fügt noch eine sonstige Rauschkomponente hinzu.
Bandbreiten-Gruppenverzögerung
Die Bandbreiten-Gruppenverzögerungsvariation wird mit Bandpassfiltern modelliert, die eine flache Antwort, jedoch eine variable Phase haben. Der Emulator implementiert die Gruppenverzögerung, wie in 16 gezeigt.
Bandbreiteneinschränkungen
Die Bandbreiteneinschränkungen werden unter der Verwendung eines Filters mit endlicher Impulsantwort (FIR-Filter), einem Filter mit unendlicher Impulsantwort (IIR-Filter) oder einer Kombination davon modelliert, um variable Grenzfrequenzen zu erzeugen und um die Frequenzantwort zu manipulieren. Der Emulator implementiert die Bandbreiteneinschränkungen wie in 17 gezeigt.
Trägerrest
Der Trägerrest wird dadurch modelliert, dass den I- und Q-Signalen einer Vdc-Offset-Komponente hinzugefügt wird. Der Emulator implementiert die Trägerunsymmetrie, wie in 18 gezeigt.
Steuersignal
Steuersignalbeeinträchtigungen werden dadurch modelliert, dass zuerst ein logarithmisches Verstärkungs-Steuersignal in ein lineares Verstärkungs-Steuersignal umgewandelt und dann eine Verarbeitung mit einer in den 19 und 20 gezeigten Nichtlinearitätsfunktion durchgeführt wird.
Modelle nichtlinearer Beeinträchtigungen von Sende- und Empfangsmodulen
Amplitudenmodulation-Amplitudenmodulation (AM-AM)
Die AM-AM-Verzerrung wird dadurch modelliert, dass ein programmierbarer Nichtlinearitätskoeffizient verwendet wird. Der Emulator implementiert die AM-AM-Verzerrung, wie in 21a gezeigt. Die resultierende Signalkonstellation ist in 21b gezeigt. Der äußere umlaufende Rand der Box repräsentiert einen unkomprimierten I/Q-Vektor, der sich mit konstanter Amplitude durch unterschiedliche Phasenwinkel bewegt. Wenn die Beeinträchtigungsvariable k auf einen das Signal komprimierenden Wert geändert wird, wird die Vektorlänge verkürzt. Diese Aktion erzeugt den kleineren inneren Kasten in der Form eines Fernsehbildschirms. Bei einer Veränderung der Stärke des Vektors bleibt die Phase konstant. Diese Beeinträchtigung wird unter der Verwendung von Gleichung 15, wie in 20a gezeigt, oder in einer alternativen Ausführungsform als eine Referenztabelle (Nachschlagetabelle) implementiert. Die Nachschlagetabelle implementiert die Gleichung oder enthält eine vorbestimmte Menge von Werten zur Ermöglichung einer Modellierung einer beliebigen AM-AM-Verzerrung. I' = I(1 – k(I2 + Q2)), und (13) Q' = Q(1 – k(I2 + Q2)), (14)wobei I = Asin(ωt) Q = Acos(ωt),wobei A eine Konstante ist.
Da I² ungefähr gleich Q² ist, können die Gleichungen 13 und 14 wie folgt vereinfacht werden: I' = I – 2kI3. (15)
Ein Plot dieser Gleichung ist in 21c für k = 1/12, I = 0 – 1,5 gezeigt. Dies ist eine typische Verstärker-Komprimierungskurve.
Amplitudenmodulation-Phasenmodulation (AM-PM)
Die AM-PM-Verzerrung wird unter der Verwendung eines programmierbaren Nichtlinearitätskoeffizienten modelliert. Der Emulator modelliert die AM-PM-Verzerrung, wie in 22a gezeigt, wobei k der programmierbare Nichtlinearitätskoeffizient ist. Die in 22b gezeigte Konstellation repräsentiert einen Signalvektor ohne Beeinträchtigungsrotation durch verschiedene Phasen. Bei einer Erhöhung des Eingabesignalpegels wird der Vektor stärker und beginnt, sich gegen den Uhrzeigersinn zu drehen, was eine Vergrößerung der Phase anzeigt. Wenn die AM-AM-Beeinträchtigung ausgeschaltet ist, gibt es keine Veränderung der Länge. Diese Beeinträchtigung ist unter der Verwendung der Gleichungen 17 und 18, wie in 22a gezeigt oder in einer alternativen Ausführungsform als eine Nachschlagetabelle implementiert. Die Nachschlagetabelle implementiert die Gleichungen oder enthält eine vorbestimmte Menge von Werten zur Ermöglichung einer Modellierung einer beliebigen AM-PM-Verzerrung. A = (I2 + Q2)2/k, (16) I = 1sin(ωt),und Q = cos(ωt)dann I' = Icos(A) + Qsin(A) = sin(ωt)cos(A) + cos(ωt)sin(A) = sin(ωt + A), und (17) Q' = qcos(A) – Qsin(A) = cos(ωt)cos(A) – sin(ωt)sin(A) = cos(ωt + A). (18)
Die Beeinträchtigungsvariable C in 22a steuert die Menge der sich auf das Signal auswirkenden Einfüge-Phasenvariation. Die Phase wird um einen Grad verschoben, die zum TPC-Signalpegel proportional ist.
In den 23a und 23b und 24a und 24b ist die Ausführung der oben genannten Beeinträchtigungsmodelle durch die Sendekanal- 35 bzw. die Empfangskanalmodule 37 der vorliegenden Erfindung 31 gezeigt. Unter Bezugnahme auf die 23a und 23b werden Datenausgangssignale und ein gesamtes Leistungsregelungs-Ausgangssignal (TPC-Signal) von einem (nicht gezeigten) Sendemodem in einer Simulation an die Eingänge der Signale I_I, I_Q und des TPC-Signals eines Sendemoduls 35 geleitet. Die Eingangssignale I_I, I_Q werden an eine Signalkonditionierungsschaltung 101 zur Pegeleinstellung oder Digitalisierung geleitet, wenn das Eingangssignal I_I, I_Q in kontinuierlicher Zeit ist. Das Signal 103 wird an einen Filter 105 ausgegeben, der eine Hochpassfilteraktion durchführt, bei der niederfrequente Signalkomponenten ausgeblendet werden. Das gefilterte Signal 107 wird an einen Additionsprozessor 109 geleitet, in dem die Beeinträchtigungen einer Gauß'sche Rauschaddition (als Modemrauschen) und des Trägerrests durchgeführt werden. Das Gauß'sche Rauschen wird durch einen integrierten Generator 111 erzeugt, dessen Ausgang 113 mit dem Additionsprozessor 109 und einem Phasenrauschgenerator 115 gekoppelt ist. Nachdem die Additionsbeeinträchtigungen durchgeführt wurden, wird das Ausgangssignal 117 an einen Filter 119 weitergeleitet, der die Bandbreiteneinschränkungsbeeinträchtigung durchführt.
Der Ausgang 121 des Filters 119 ist mit einem Rotationsprozessor 123 verbunden, der an den Symbolkomponenten eine I- und Q-Rotation durchführt. Der Rotationsprozessor 123 wendet zwischen den I- und Q-Komponenten eine feste Winkelrotation an, um eine Phasenunsymmetrie zu bewirken; eine kontinuierliche Rotation, um einen Frequenzoffset zu bewirken; eine statische Rotation, um einen Phasenoffset zu bewirken; und eine zufällige positive oder negative Veränderung des Phasenwinkels, um ein Phasenrauschen zu bewirken. Der Ausgang 125 des Rotationsprozessors 123 ist mit einem Phasenverschieber 127 verbunden, der die nichtlinearen Beeinträchtigungen der AM-PM-Verzerrung und der Einfügungs-Phasenvariation anwendet, und wird an einen Endverstärker 131 ausgegeben, der die Verstärkungsunsymmetrie, die AM-AM-Beeinträchtigung und die Ausgangssignalkonditionierung durchführt. Ein Leistungsmessprozessor 151 berechnet die momentane Signalleistung (I² + Q²) 153 zur Verwendung durch den Verstärker 131 zum Durchführen der AM-AM- und der AM-PM-Beeinträchtigung. Der Leistungsmessprozessor 151 berechnet auch die Langzeit-Durchschnittsleistung (von I² + Q²) für die Anzeige 59, 69.
Ein Stimulusgenerator 133 zur Erzeugung der Vielzahl von Wellenausformungen 135 zur dynamischen Auswertung ist mit dem Additionsprozessor 109, dem Rotationsprozessor 123 und dem Verstärkungsprozessor 131 verbunden. Zusätzlich erzeugt ein Wellenformgenerator 137 Signale 139 zu den Zwecken der Kalibrierung, Modulselbstdiagnose und Demonstration. Je nach der im Gange befindlichen Simulation wird das beeinträchtigte digitale Ausgangssignal i_I1, i_Q1 an einen HF- Aufwärtsmischer 41 zur externen Kanalemulation oder an ein Medien- 39 oder Empfangsmodul 37 über den virtuellen Splitter/Kombinierer 45 geleitet. Leistungsmessungen werden von einem Signalmonitor 141 und einer Wellenformerfassungseinrichtung 143 zur Ausgabe an den Kommunikationsbus 53 erfasst. Eine Bussteuerungsschnittstelle 145 kommuniziert bidirektional mit dem zentralen Mikroprozessor 47 über den Kommunikationsbus 53 zum Herunterladen von Beeinträchtigungsvariablen und zum Hochladen von Leistungsmessungen zur Anzeige und Ablage.
Mit einer Architektur und einer Funktion, die ähnlich dem Sendemodul 35 ist, nimmt das in den 24a und 24b gezeigte Empfangsmodul 37 von einem Sendemodul 35 oder einem Medienmodul 39 über den virtuellen Kombinierer/Splitter 45 oder, je nach der bestimmten Simulation, vom Abwärtsmischer 43, ausgegebene digitale Signale i_I1, i_Q1 bzw. i_I2, i_Q2 entgegen. Die digitalen Eingangssignale werden an einen Signalkonditionierer 201 geleitet und an einen Additionsprozessor 205 ausgegeben 203, bei dem die Beeinträchtigungen eines Gauß'schen Rauschens und eines Träger-Gleichspannungsoffsets durchgeführt werden. Das Gauß'sche Rauschen wird von einem integrierten Generator 207 erzeugt, dessen Ausgang 209 mit dem Additionsprozessor 205 und mit einem Phasenrauschgenerator 211 verbunden ist. Der Ausgang 213 des Additionsprozessor 205 ist mit einem Filter 215 zur Durchführung der Bandbreiteneinschränkungsbeeinträchtigung verbunden. Das Ausgangssignal 217 des Filters wird an einen Rotationsprozessor 219 weitergeleitet, der die Beeinträchtigungen des Phasenoffsetes, des Phasenrauschens und des Frequenzoffsetes und der Phasenunsymmetrie durchführt. Nach der Rotation 221 führt ein Verstärkungsprozessor 223 die AM-AM- und die Verstärkungsunsymmetrie-Beeinträchtigung durch. Der abschließende Prozess im Signalfluss 225 ist ein Filteremulator 227.
Ein Leistungsmessungsprozessor 243 berechnet die momentane Signalleistung (I² + Q²) 245 zur Verwendung durch den Verstärkungsprozessor 223 zur Durchführung der AM-AM-Beeinträchtigung. Der Leistungsmessungsprozessor 243 berechnet auch die Langzeit-Durchschnittsleistung (von I² + Q²) für die Anzeige 59, 69. Ein Stimulusgenerator 229 zur Erzeugung der Vielzahl von Wellenausformungen 231 zur dynamischen Auswertung ist mit dem Additions- 205, dem Rotations- 219 und dem Verstärkungsprozessor 223 verbunden. Das beeinträchtigte Signal wird an einen (nicht gezeigten) Empfangsmodem-Demodulator ausgegeben O_I, O_Q. Die Leistungsmessungen werden von einem Signalmonitor 235 und einer Wellenformerfassungseinrichtung 237 zur Ausgabe an den Kommunikationsbus 53 erfasst. Eine Bussteuerungsschnittstelle 233 kommuniziert bidirektional mit dem zentralen Mikroprozessor 47 über den Kommunikationsbus 53 zum Herunterladen von Beeinträchtigungsvariablen und zum Hochladen von Leistungsmessungen zur Anzeige und Ablage.
In den 8a und 8b sind Medienkanalbeeinträchtigungsmodule 39 gezeigt, die die Beeinträchtigungen der Übertragungsumgebung und der Art der Anwendung emulieren. Einige Simulationen können verrauschter sein als andere oder auch Rauschattribute (Impuls, feste Frequenz usw.) haben, die die anderen nicht haben. Manche Medienbeeinträchtigungen sind nicht in allen Situationen ein Faktor. Zum Beispiel ist ein festes Punkt-zu-Punkt-Kommunikationssystem von Mehrwegeeffekten und Schwund weniger betroffen als ein zellulärer Dienst bei einer schnellen Bewegung, wenn der Standort gewechselt wird, während der Kontakt mit mehreren Basisstationen aufrecht erhalten wird.
Die Medienmodule 39 werden unter der Verwendung entweder eines Allzweckprozessors oder eines digitalen Signalprozessors oder mehrerer Prozessoren implementiert. Die Verwendung digitaler Signalprozessoren ist den Fachleuten auf diesem Gebiet bekannt. Die Vielzahl von Medienemulationsmodellen wird in einem kollateralen Speicher mit Einstellungsvariablen gespeichert, auf den auf die selbe Art und Weise zugegriffen wird wie die Sende- 35 und Empfangsmodule 37. Medienbeeinträchtigungen für ungeführte Anwendungen umfassen Werteschwankungen, wie zum Beispiel Hüllkurvenschwund (nach Rayleigh, Rice, Nakagami, lognormale Verteilungen und andere), Zufalls-FM-Rauschen und Verteilung der Verzögerung, Standorteigenschaften (logarithmische Schwankung) und Entfernungseigenschaftsmodelle (nach Okumura, Longley-Rice und anderen). Beeinträchtigungen für geführte Anwendungen sind zum Beispiel Dämpfung und Laufzeit.
Funkwellen in mobilen Kommunikationsverbindungen können Reflexion, Diffraktion und Streuung erfahren, die vom Auftreffen auf Hindernisse und reflektierende Gegenstände, wie zum Beispiel Gebäude, Bäume und Geländewellen verursacht werden. Die resultierenden vielfachen Funkwellen, die unterschiedliche Pfade einschlagen, können miteinander interferieren, was zu heftigen Schwankungen der Signalstärke führt. Dies wird als Schwund bezeichnet.
Die Modelle nach Rayleigh und Rice charakterisieren die Mehrwegeerscheinungen, die zu Zwischensymbolinterferenz (|S|) führen, die von der relativen Laufzeit zwischen Pfaden verursacht wird. Da einige der Wellen später als andere eintreffen, kann es vorkommen, dass eine Version eines Datenbits tatsächlich gleichzeitig mit oder sogar nach einem später Datenbit ankommt, das über einen kürzeren, direkteren Pfad eintraf. Daher interferiert das erste Bit mit den folgenden Bits. Diese Form der |S| hat eine andere Ursache als |S|, die von einer Zeitverschmierung von Bits verursacht wird, während sie durch einen bandbreiteneingeschränkten Kanal gelangen.
Manche Kommunikationsmedien weisen einen langsamen Schwund mit Ausbreitungsdrifts über einen Zeitraum von vielen Symbolen oder Bits auf, was von atmosphärischen Veränderungen oder Veränderungen der Topographie herrührt. Andere wieder weisen einen schnellen Schwund auf, die schnelle Übergänge während einer Bitperiode oder Rahmenperiode aufweisen und eine Reihe aufeinander folgender Symbole verfälschen können. Weder der schnelle noch der langsame Schwund stellt das selbe dar wie eine Impulsstörung aufgrund von Blitzschlag oder dergleichen.
Medienmodul-Beeinträchtigungsmodelle
Rayleigh-Schwund
Für ungeführte Anwendungen wird die Rayleigh-Rausch-Verteilung dadurch modelliert, dass die vielen unabhängigen Pfade emuliert werden, über die ein Signal an einen Empfänger übertragen wird. Der Empfänger erfährt konstruktive und destruktive Interferenz als die Summe eine Vielzahl zufälliger Variablen. Das typische empfangene Signal ist um einen wahrscheinlichsten Wert herum gebündelt, das Signal zu einer bestimmten Zeit variiert jedoch je nach den programmierbaren Statistiken des Medianpunkts und der Anzahl von Interferenzwellen im Kanalmodell wenig oder stark von diesem wahrscheinlichsten Wert. Die Breite und Wahrscheinlichkeit der Abweichung nähern sich dem Schwundkanal an, der in mobilen Kommunikationsverbindungen zu beobachten ist. Rayleighschwunderscheinungen von 10 bis 30 dB sind üblich und können auch bis zu 50 dB betragen. Der Emulator implementiert die Schwundbeeinträchtigungen, wie in 25 gezeigt. Ein Signal tritt in eine gezapfte Verzögerungsleitung ein, die variable Zeitverzögerungen τ hat, wobei jeder Zapfausgang an einen unabhängigen Gauß'schen Modulator GM, einen Null-Mittel-, lognormalen Modulator LN und einen Gewichtungsfaktor W ausgegeben wird, um die Vielzahl von Schwundmodellen zu erzeugen. Jede Zapfleitung repräsentiert dabei eine Mehrwegekomponente. Jeder komplexe Modulator kann auch eine Vielzahl von Verzögerungszapfleitungen aufweisen, wodurch eine Vielzahl von Verzögerungsprofilen ermöglicht wird.
Rice'scher Schwund
Rice'scher Schwund wird dadurch modelliert, dass ein Rayleigh-Fading als eine realistischere Situation nachgeführt wird. Dieses Modell emuliert einen stark dominanten Pfad, typischerweise einen Pfad in der Luftlinie, zusammen mit vielen zufälligen Pfaden. Das Rayleigh-Modell wird üblicherweise der Ausbreitung im Freien zugeordnet, während das Rice'sche Modell eher den Pfaden in Gebäuden zuzuordnen ist.
Lognormale Verteilung
Lognormale Modelle emulieren eine langsame Variation der Feldstärke, die auftreten kann, wenn sich ein Empfänger beständig von einer Signalquelle weg bewegt oder wenn es ein vorübergehendes physikalisches Hindernis gibt, wie zum Beispiel wenn ein Berg zwischen einem Sender und einem Empfänger ist. Das Hindernis fügt einen Koeffizienten, der kleiner als die Einheit ist, zum Pfadverlust bei und wird mathematisch als lognormaler Schwund bezeichnet.
Rauschen
Das FM-Rauschen wird dadurch modelliert, dass jedem Signal eine Zufallsrauschkomponente und die maximale Doppler-Frequenz hinzugefügt wird. Eine Gauß'sche Rauschquelle fügt ein Rauschen hinzu, das ähnlich demjenigen ist, das während der Übertragung auftritt. Der Grad der Trägerfrequenzverschiebung, die ein Empfänger beobachtet, hängt sowohl von der relativen Geschwindigkeit zwischen der Quelle und dem Empfänger als auch von der nominalen Trägerfrequenz ab. Die Dopplerverschiebung beträgt in den meisten terrestrischen Anwendungen ungefähr 1 kHz, kann für Satellitenverbindungen jedoch auch viel größer sein, bei denen größere relative Geschwindigkeiten auftreten.
Verzögerungsstreuung
Die Verzögerungsstreuung wird dadurch modelliert, dass unterschiedliche Frequenzen und Verzögerungen gewählt werden, um unterschiedliche Frequenzen zu kompensieren, die unterschiedliche Geschwindigkeiten und daher auch unterschiedliche Ankunftszeiten haben.
Standorteigenschaften
Dabei handelt es sich um Modelle zur statistischen Topographiesimulation zum Modellieren von Bauten und Topographie, die zwischen einem Benutzer und einer Basisstation liegen. Variablen, die einen Medianpunkt und eine Standardabweichung über ein vorbestimmtes Intervall für das statistische Modell definieren, emulieren unterschiedliche Betriebsumgebungen.
Entfernungseigenschaften
Entfernungseigenschaften sind statistische Vorgehensweisen, wie zum Beispiel die Entfernungskurve von Okumura, welche die Antennenhöhe, die Entfernung zwischen Kommunikationsstationen und die Betriebsträgerfrequenz berücksichtigen, um zu einem Modell der Funkwellenausbreitung in terrestrischen mobilen Kommunikationsverbindungen zu kommen. Aus den Entfernungseigenschaften können unter der Verwendung einer normalen logarithmischen Schwankung zusammen mit der momentanen Werteschwankung (wie zum Beispiel Rayleigh-Schwund) Standorteigenschaften erhalten werden.
Geführte Medien erfahren viele Verschlechterungen und Inkonsistenzen. Bei geführten Kommunikationsverbindungen sind Dämpfung und Streuung das dominante Kanalmodell und nicht Rauschen und anderes zeitvariantes Verhalten.
Dämpfung
Die Dämpfung wird durch einen digitalen Dämpfer oder einen variablen Verstärker modelliert.
Verzögerung
Die Verzögerung in ungeführten Medien ist eine Variable, die darstellt, dass unterschiedliche Frequenzen unterschiedliche Geschwindigkeiten haben. Bei geführten Medien wird die Verzögerung als das Architekturprofil eines Kabels oder eines Wellenleiters modelliert.
In den 26a und 26b ist die Ausführung der oben genannten Medienbeeinträchtigungsmodelle durch das Medienkanalmodul 39 der vorliegenden Erfindung 31 dargestellt. Ein Medienmodul 39 nimmt das digitale Ausgangssignal i_I1, i_Q1, das von einem Sendemodul 35 über den virtuellen Kombinierer/Splitter 45 kommt, je nach einer bestimmten Simulation entgegen. Die digitalen Eingangssignale i_I1, i_Q1 werden an einen Signalkonditionierer 301 weitergeleitet und an einen programmierbaren Werteschwankungsprozessor 305 ausgegeben 303, der die Vielzahl von Schwundmodellen implementiert. Jedes Schwundmodell, d.h. nach Rayleigh, Rice, lognormal usw. wird von einem integrierten Speicher (der hier nicht weiter gezeigt ist) für eine bestimmte Simulation in den Prozessor 305 heruntergeladen. Nach der Charakterisierung des Schwunds wird das Ausgangssignal 307 an einen Additionsprozessor 309 weitergeleitet, in dem eine Beeinträchtigung durch Gauß'sches Rauschen durchgeführt wird. Das Gauß'sche Rauschen wird durch einen integrierten Generator 311 erzeugt. Der Ausgang 313 des Additionsprozessors 309 ist mit einem Umgebungsprozessor 315 verbunden, der die Topographie- und Entfernungsbeeinträchtigungen durchführt. Die verschiedenen Entfernungskurven werden in einem residenten Speicher bereit gehalten. Der Ausgang 317 des Umgebungsprozessors 315 ist mit einem Verstärkungsprozessor 319 für Dämpfungsbeeinträchtigungen verbunden. Der Ausgang 321 des Verstärkungsprozessors 319 ist mit einem Verzögerungsprozessor 323 zur Durchführung der Verzögerungsbeeinträchtigungen verbunden. Ein Stimulusgenerator 325 zum Erzeugen der Vielzahl von Wellenformen 327 zur dynamischen Auswertung ist mit dem Werteschwankungs- 305, dem Additions- 309, dem Umgebungs(Entfernungs-) 315, dem Verstärkungs- 319 und dem Verzögerungsprozessor 323 verbunden. Die selben Wellenformen 327 können auch auf jede Verzögerungslänge τ und jeden Gewichtungsfaktor W zum Überprüfen von Symbol-Zeitsteuerungs-Wiederherstellungsschleifen, PN-Nachführschleifen, PN-Akquisitionsleistung und -verhalten, und Rake-Finger-Mehrwege-Such-, Erfassungs- und Nachführleistung angewendet werden. Das Signal wird an ein Empfangsmodul 37 ausgegeben i_I2, i_Q2. Leistungsmessungen werden von einer Signalüberwachungseinrichtung 329 und einer Wellenformertassungseinrichtung 331 erfasst, um dann an den Kommunikationsbus 53 ausgegeben zu werden. Eine Bussteuerungsschnittstelle 333 steht über den Kommunikationsbus 53 in bidirektionaler Kommunikation mit dem zentralen Mikroprozessor 47 zum Herunterladen von Beeinträchtigungsvariabien und zum Hochladen von Leistungsmessungen zur Anzeige und Ablage.
Die vorliegende Erfindung 31 ist hier als ein Baukastensystem zur Zusammenstellung einer Simulation der Übertragung von einem Ausgangsmodem zu einem Zielmodem beschrieben, unabhängig davon, welches Modulationsverfahren oder Zugriffsprotokoll verwendet wird oder auch ob Kombinationen davon verwendet werden. Ausführungsformen der Erfindung, die eine feste Anzahl und Art von Modulen haben, können von einem Fachmann auf diesem Gebiet ohne Weiteres ersehen werden.
Die vorliegend Erfindung wurde zwar anhand der bevorzugten Ausführungsform beschrieben, doch werden dem Fachmann auch andere Variationen ersichtlich sein, die im in den Ansprüchen definierten Umfang der Erfindung enthalten sind.

Claims

Emulator (31) zur Verwendung in Kommunikations-Sende- und Empfangsgeräten in einem Kommunikationssystem zum Modellieren mehrerer Signalbeeinträchtigungen, die auf einem Kommunikations-Datensignal zwischen der Modulation in dem Sendegerät und der Demodulation in dem Empfangsgerät auftreten, wobei der Emulator (31) aufweist: mehrere programmierbare Sendemodule (35), die mehrere Signalbeeinträchtigungen emulieren, die während einer Kommunikationsmedienmodulation auftreten, wobei jedes der Sendemodule (35) einen Signaleingang (1) zur Verbindung mit einem Sendemodem, einen Ausgang und eine Kommunikationsbusverbindung aufweist; mehrere programmierbare Empfangsmodule (37), die mehrere Signalbeeinträchtigungen emulieren, die während der Kommunikationsmediendemodulation auftreten, wobei jedes Empfangsmodul (37) einen Signaleingang, einen Ausgang (O) zur Verbindung mit einem Empfangsmodem und eine Kommunikationsbusverbindung aufweist; eine Benutzerschnittstelle (65), die mit einem Prozessor (47) kommuniziert, zum Definieren einer Kommunikationssystemsimulation durch eine weiche Verbindung einer erforderlichen Anzahl der Sende- (35) und der Empfangsmodule (37) in einer benutzerdefinierten Simulationsanordnung unter der Verwendung der Sendemodulausgänge und der Empfangsmoduleingänge; und wobei der Prozessor (47) über einen Kommunikationsbus (53) jedes der erforderlichen Module (35, 37) anweist, spezifische Signalbeeinträchtigungen von den mehreren entsprechenden Signalbeeinträchtigungen für die benutzerdefinierte Simulationsanordnung zu verwenden.
Emulator (31) nach Anspruch 1, wobei die mehreren Sendemodulbeeinträchtigungen weiter lineare Beeinträchtigungen beinhalten.
Emulator (31) nach Anspruch 2, wobei die linearen Beeinträchtigungen des Sendemoduls aus den folgenden Beeinträchtigungen ausgewählt sind: Amplitudenunausgewogenheit, Bandbreitengruppenlaufzeit, Bandbreiteneinschränkungen, Trägerfrequenz-Offset, Trägerleckage, Trägerphasenunausgewogenheit, Trägerphasenrauschen, Trägerphasen-Offset, Modemrauschen und Senderrauschen.
Emulator (31) nach Anspruch 3, wobei die mehreren Beeinträchtigungen des Sendemoduls ferner nicht lineare Beeinträchtigungen umfassen.
Emulator (31) nach Anspruch 4, wobei die nicht linearen Beeinträchtigungen des Sendemoduls aus den folgenden Beeinträchtigungen ausgewählt sind: Amplitudenmodulation zu Amplitudenmodulation und Amplitudenmodulation zu Phasenmodulation.
Emulator (31) nach Anspruch 5, wobei die mehreren Beeinträchtigungen des Empfangsmoduls ferner lineare Beeinträchtigungen umfassen.
Emulator (31) nach Anspruch 6, wobei die linearen Beeinträchtigungen des Empfangsmoduls ferner beinhalten: Amplitudenunausgewogenheit, Bandbreitengruppenlaufzeit, Bandbreiteneinschränkungen, Trägerfrequenz-Offset, Träger-Gleichstrom-Offset, Trägerphasenunausgewogenheit, Trägerphasenrauschen, Trägerphasen-Offset, Modemrauschen und Empfängerrauschen.
Emulator (31) nach Anspruch 7, wobei die mehreren Beeinträchtigungen des Empfangsmoduls ferner nicht lineare Beeinträchtigungen beinhalten.
Emulator (31) nach Anspruch 8, wobei die nicht linearen Beeinträchtigungen des Empfangsmoduls aus den folgenden Beeinträchtigungen ausgewählt sind: Amplitudenmodulation zu Amplitudenmodulation und Amplitudenmodulation zu Phasenmodulation.
Emulator (31) nach Anspruch 9, ferner umfassend mehrere programmierbare Medienmodule (39), die mehrere Signalbeeinträchtigungen emulieren, die während der Signalübertragung über ein Kommunikationskanalmedium auftreten, wobei jedes Medienmodul (39) einen Signaleingang zur Verbindung mit dem Ausgang eines Sendemoduls (35), einen Signalausgang zur Verbindung mit dem Eingang eines Empfangsmoduls (37) und eine Kommunikationsbusverbindung zur Verbindung mit dem Kommunikationsbus (53) hat.
Emulator (31) nach Anspruch 10, wobei das Medienmodul (39) Beeinträchtigungen geführter und ungeführter Kommunikationskanalmedien emuliert.
Emulator (31) nach Anspruch 11, wobei die Beeinträchtigungen geführter Medien Dämpfung und Verzögerung umfassen.
Emulator (31) nach Anspruch 12, wobei die Beeinträchtigungen ungeführter Medien Wertfluktuation, Standortcharakteristiken und Entfernungscharakteristiken umfassen.
Emulator (31) zum Modellieren mindestens einer Signalbeeinträchtigung, die auf einem Kommunikationsdatensignal zwischen Modulation und Demodulation in einem Kommunikationssystem auftritt, wobei der Emulator aufweist: mindestens ein programmierbares Sendemodul (35), das mindestens eine Beeinträchtigung emuliert, die während der Kommunikationsmedienmodulation auftritt, wobei das mindestens eine Sendemodul (35) einen Signaleingang (I) zur Verbindung mit einem Sendemodem, einen Ausgang und eine Prozessorschnittstelle aufweist; mindestens ein programmierbares Empfangsmodul (37), das mindestens eine Signalbeeinträchtigung emuliert, die während der Kommunikationsmediendemodulation auftritt, wobei das mindestens eine Empfangsmodul (37) einen Eingang, einen Ausgang zur Verbindung mit einem Empfangsmodem und eine Prozessorschnittstelle aufweist; einen Prozessor (47) mit einem zugeordneten Speicher (49, 51) zum Konfigurieren des Sende- (35) und des Empfangsmoduls (37) über ausgewählte im Speicher (49, 51) gespeicherte Charakteristiken; und Mittel zum Einrichten mindestens einer Verbindung zwischen dem mindestens einen programmierbaren Sendemodul und dem mindestens einen programmierbaren Empfangsmodul.
Emulator (31) nach Anspruch 14, wobei die mindestens eine Beeinträchtigung des Sendemoduls (35) eine dynamische Beeinträchtigung emuliert.
Emulator (31) nach Anspruch 15, wobei die dynamische Beeinträchtigung mindestens eine der folgenden Beeinträchtigungen umfasst: Sinuswellenform, gewobbelte Sinuswellenform, Rechteckwellenform, Sägezahnwellenform oder Impulswellenform.
Emulator (31) nach Anspruch 14, wobei die mindestens eine Beeinträchtigung des Empfangsmoduls (37) eine dynamische Beeinträchtigung emuliert.
Emulator (31) nach Anspruch 17, wobei die dynamische Beeinträchtigung mindestens eine der folgenden Beeinträchtigungen umfasst: Sinuswellenform, gewobbelte Sinuswellenform, Rechteckwellenform, Sägezahnwellenform oder Impulswellenform.
Emulator (31) nach Anspruch 14, ferner mit mindestens einem programmierbaren Medienmodul (39), das mindestens eine Signalbeeinträchtigung emuliert, die während der Signalübertragung über ein Kommunikationskanalmedium auftritt, wobei jedes Medienmodul (39) einen Signaleingang zur Verbindung mit einem Ausgang eines Sendemoduls (35), einen Signalausgang zur Verbindung mit dem Eingang eines Empfangsmoduls (37) und eine Prozessorschnittstelle aufweist.
Emulator (31) nach Anspruch 14, wobei die mindestens eine Beeinträchtigung des Sendemoduls ferner eine lineare Beeinträchtigung umfasst.
Emulator (31) nach Anspruch 20, wobei die linearen Beeinträchtigungen des Sendemoduls ferner mindestens eine der folgenden Beeinträchtigungen umfassen: Amplitudenunausgewogenheit, Bandbreitengruppenlaufzeit, Bandbreiteneinschränkungen, Trägerfrequenz-Offset, Trägerleckage, Trägerphasenunausgewogenheit, Trägerphasenrauschen, Trägerphasen-Offset, Modemrauschen oder Senderrauschen.
Emulator (31) nach Anspruch 14, wobei das Mittel zum Herstellen einer Verbindung ein Mittel zum Herstellen einer weichen Verbindung umfasst.
Emulator (31) nach Anspruch 22, wobei das Mittel zum Herstellen einer weichen Verbindung einen virtuellen Splitter/Kombinierer (45) umfasst.