RU175192U1 - Имитатор укв радиоканала - Google Patents
Имитатор укв радиоканала Download PDFInfo
- Publication number
- RU175192U1 RU175192U1 RU2017115414U RU2017115414U RU175192U1 RU 175192 U1 RU175192 U1 RU 175192U1 RU 2017115414 U RU2017115414 U RU 2017115414U RU 2017115414 U RU2017115414 U RU 2017115414U RU 175192 U1 RU175192 U1 RU 175192U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- inputs
- outputs
- digital
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Monitoring And Testing Of Transmission In General (AREA)
Abstract
Предлагаемое устройство относится к области радиотехники: тестирования приемных и передающих устройств и конкретно к вопросам моделирования канала радиосвязи.Технический результат - расширение функциональных возможностей имитатора за счет создания разнообразных условий среды при распространении радиосигнала.Для достижения технического результата в устройство введены (N-1) управляемых входных аттенюаторов (1.2…1.N), последовательно соединенные первый (3), второй (7) сумматоры и разветвитель (8), выходы которого соединены с входами соответствующих выходных управляемых аттенюаторов (9.1…9.k), а также m цифровых генераторов шума (5.1…5.m), s-1 цифро-аналоговых преобразователей (6.2…6.s) и ключ (10), что позволяет обеспечить большой выбор параметров создаваемого канала беспроводной связи.
Description
Предлагаемое устройство относится к области радиотехники: тестирования приемных и передающих устройств и конкретно к вопросам моделирования канала радиосвязи.
Известны имитаторы радиоканалов, содержащие в своей структуре имитатор многолучевого распространения, имитатор эффекта Доплера, имитатор затухания сигнала. Так в заявке US 20030088390 от 08.05.2003 г. рассматривается имитатор многолучевого распространения, но он обладает недостатком - ограничен одним видом имитируемого влияния и не имеет возможности моделирования других воздействий на полезный сигнал при распространении в атмосфере.
Наиболее близким аналогом по технической сущности к предлагаемому является имитатор высокочастотного канала по патенту US 6058261 от 02.05.2000 г.
Для более удобного рассмотрения заявляемого технического решения укрупним блок-схему устройства-прототипа. Укрупненная схема приведена на фигуре 1, где введены следующие обозначения:
1.1 - управляемый аттенюатор;
2 - аналого-цифровой преобразователь (АЦП);
4 - имитатор канала с многолучевым распространением (ИКМ);
6.1 - цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП);
11, 14 - входной и выходной смесители;
12 - опорный генератор;
13 - опорный генератор со сдвигом.
Устройство-прототип содержит последовательно соединенные входной смеситель 11, управляемый аттенюатор 1.1, аналого-цифровой преобразователь 2, имитатор канала с многолучевым распространением 4, цифро-аналоговый преобразователь 6.1 и выходной смеситель 14, выход которого является выходом устройства. Кроме того, первый выход опорного генератора 12 подсоединен ко второму входу входного смесителя 11, а второй выход опорного генератора 1.2 через опорный генератор со сдвигом 13 соединен со вторым входом выходного смесителя 14. При этом первый вход смесителя 11 является входом устройства.
На фиг. 3 приведена схема имитатора канала с многолучевым распространением 4, где обозначено:
4.1 - N элементов задержки; 4.2 - N умножителей; 4.3 - сумматор.
Устройство-прототип работает следующим образом.
Сигнал высокой частоты переносится на низкую частоту посредством входного смесителя 11, на входы которого поступают входной сигнал высокой частоты и сигнал с опорного генератора 12, а на выходе смесителя 11 получается сигнал разностной частоты этих двух сигналов. Далее полученный сигнал проходит через управляемый аттенюатор 1.1 на АЦП 2 и уже в цифровом виде поступает на ИКМ 4, который реализован в виде фильтра с конечной импульсной характеристикой (КИХ). Как показано на фиг. 3, ИКМ 4 состоит из цепочки N единичных элементов задержки 4.1, в каждой из которых сигнал задержан на одну единичную задержку τ. Многолучевое распространение реализовано суммой задержанных сигналов с различными весовыми коэффициентами aO-aN в умножителях 4.2 и сумматоре 4.3. Выход данного фильтра представляет собой сумму входного сигнала с разными величинами задержки и весовыми коэффициентами aO-aN. Полученный сигнал поступает на ЦАП 6.1 и далее на выходной смеситель 14, на второй вход которого приходит сигнал с опорного генератора со сдвигом 13, таким образом, сигнал возвращается на требуемую частоту и поступает на выход устройства.
Недостатком устройства-прототипа является то. что оно может использоваться только для имитации многолучевого распространения и только с определенными задержками, т.е. имеет ограниченные функциональные возможности.
Задача предлагаемого устройства - расширение функциональных возможностей устройства за счет создания различных условий среды при распространении радиосигнала.
Для решения поставленной задачи в имитатор УКВ радиоканала, содержащий первый управляемый аттенюатор, последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь (АЦП), имитатор канала с многолучевым распространением (ИКМ) и цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), согласно полезной модели, введены (N-1) управляемых входных аттенюаторов, выходы которых соединены с соответствующими входами первого сумматора, выход которого подключен к соответствующему входу второго сумматора, выход которого соединен с входом разветвителя, k выходов которого соединены с входами соответствующих выходных управляемых аттенюаторов, выходы которых являются k выходами устройства, кроме того, выход первого входного управляемого аттенюатора подключен к входу ключа, первый выход которого соединен с входом АЦП, а второй выход - к соответствующему входу первого сумматора, выход каждого из m цифрового генератора шума (ЦГШ) соединен с входом каждого со второго по s цифро-аналогового преобразователя соответственно, выходы с первого по s ЦАП соединены с соответствующими входами второго сумматора, при этом вторые входы АЦП, ИКМ и ЦАП и входы ЦГШ являются входами тактовых импульсов; входы N входных управляемых аттенюаторов являются входами устройства.
Поставленная задача достигается комбинацией аналоговой и цифровой форм обработки радиосигнала.
Перечень фигур, поясняющих описание устройства: фиг. 1 - укрупненная схема устройства-прототипа; фиг. 2 - блок-схема предлагаемого устройства; фиг. 3 - схема имитатора канала с многолучевым распространением; фиг. 4 - спектральная плотность мощности ЛЧМ сигнала; фиг. 5 - условное графическое представление имитатора.
Схема предлагаемого устройства представлена на фиг. 2, где обозначено:
1.1…1.N - входные управляемые аттенюаторы;
2 - аналого-цифровой преобразователь (АЦП);
3, 7 - первый и второй сумматоры;
4 - имитатор канала с многолучевым распространением (ИКМ);
5.1…5.m - цифровые генераторы шума (ЦГШ);
6.1…6s - цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП);
8 - разветвитель;
9.1…9.k - выходные управляемые аттенюаторы;
10 - ключ.
Предлагаемое устройство содержит последовательно соединенные входной управляемый аттенюатор 1.1, ключ 10, АЦП 2, ИКМ 4, ЦАП 6.1, второй сумматор 7 и разветвитель 8, выходы которого соединены с входами соответствующих выходных аттенюаторов 9.1…9.k, выходы которых являются выходами устройства. Выходы входных управляемых аттенюаторов 1.2…1.N соединены с соответствующими входами первого сумматора 3, выход которого подключен к соответствующему входу второго сумматора У. Кроме того, выход каждого цифрового генератора шума с 5.1 по 5.m подключен к входу каждого с 6.2 по 6.s ЦАП соответственно, выходы которых соединены с соответствующими входами второго сумматора 7. Вторые входы АЦП 2, ИКМ 4 и ЦАП 6.1…6.s и входы цифровых генераторов шума 5.1…5.m являются входами для тактовых импульсов. При этом второй выход ключа подсоединен к соответствующему входу первого сумматора 3. Входы входных управляемых аттенюаторов 1.1…1.N являются N входами устройства.
Заявляемое устройство работает следующим образом.
Сигнал от внешнего устройства поступает на входной управляемый аттенюатор 1.1, в структуру которого входит фиксированный аттенюатор на 40 дБ и перестраиваемый аттенюатор от 0 дБ до 60 дБ с шагом 0,25 дБ (на фиг. 2 не показаны). Таким образом, общий диапазон ослабления сигнала составляет от 40 дБ до 100 дБ. Использование фиксированного аттенюатора позволяет предотвратить появление таких нежелательных искажений входного сигнала, как ограничение уровня входного сигнала (блокирование) и интермодуляции. Сигнал с выхода управляемого аттенюатора 1.1 поступает на вход ключа на два положения 10, и в зависимости от положения ключа далее сигнал может идти или на первый выход ключа и далее на вход АЦП 2, или на второй выход ключа и далее на вход сумматора 3. С выхода АЦП 2 уже цифровой сигнал поступает на вход ИКМ 4. Имитация многолучевого распространения реализуется также, как и в устройстве-прототипе. Сигнал с выхода ИКМ 4 поступает на ЦАП 6.1, с выхода которого поступает на соответствующий вход сумматора 7. Параллельно ИКМ 4 включены ЦГШ 5.1…5.m. В качестве цифрового генератора шумового сигнала 5.1…5.m возможно использовать, например, генератор сигнала с линейной частотной модуляцией в связи с тем, что вид спектральной плотности мощности и автокорреляционная функция сигнала с линейной частотной модуляцией схожи с таковыми у ограниченного по полосе белого гауссовского шума. Пример спектральной плотности мощности сигнала с линейной частотной модуляцией приведен на фигуре 4. Кроме того, в ЦГШ возможно формирование других видов шума. Сформированные шумовые сигналы поступают на входы ЦАП 6.2…6.s, и полученные аналоговые сигналы подаются на входы второго сумматора 7.
С входов 2…N через соответствующие управляемые аттенюаторы 1.2…1.N сигналы поступают на входы первого сумматора 3 и далее - на вход второго сумматора 7. Суммарный сигнал подается на вход разветвителя 8, где разделяется на требуемое число к каналов, эти сигналы с выходов разветвителя 8 через выходные управляемые аттенюаторы 9.1…9.k, (аналогичные по работе входным аттенюаторам, только с коэффициентом ослабления от 0 до 60 дБ) поступают на выход устройства.
Таким образом, устройство имеет несколько режимов работы.
1. В упрощенном режиме все N входов устройства через входные управляемые аттенюаторы 1.1…1.N подключены к первому сумматору 3 (ключ 10 переключен на второй выход), и на второй сумматор 7 поступает сигнал только с выхода сумматора 3. В этом случае имитируется распространение сигналов с затуханием без вмешательства других воздействий.
2. Дополнительно к первому режиму могут включаться ЦГШ 5.1…5.m, с выходов которых ограниченный по полосе белый гауссовский шум поступает на соответствующие входы сумматора 7. Таким образом получается ситуация, когда по пути распространения к сигналу добавляется шум.
3. В третьем варианте ключ 10 включается на первый выход, и сигнал через АЦП 2 поступает в ИКМ 4. Таким образом включается режим имитации многолучевого распространения сигнала. В данном режиме ЦГШ 5.1…5.m могут быть как включены, так и выключены.
При эксплуатации устройства вначале необходимо задать распределение ослабления сигнала (аттенюации) между каждым элементом системы связи (приемником или передатчиком) и эмулируемой точкой пространства. Графически картину можно представить в виде изображения на фиг. 5, где указано: среда - среда вокруг эмулируемой точки пространства, затухание радиосигнала в среде постоянное и составляет 88,5 дБ. Входы от 1 до N - входы устройства; выходы от 1 до k - выходы устройства; Кпом1…Кпомm - коэффициент затухания помехи; Аin1…АinN - коэффициент затухания по каждому из N входов (расстояние между каждым передатчиком и поверхностью, содержащей среду); Aout1…Aoutk - коэффициент затухания по каждому из k выходов (расстояние между каждым приемником и поверхностью, содержащей среду).
Таким образом, задается некоторое взаимное расположение приемников и передатчиков в пространстве.
Далее, задаются частотные полосы и уровни затухания каждой из m помех Кпом от 1 до m. При этом можно рассчитать соотношение сигнал/шум для каждого сигнала. Полоса каждой из помех может быть от 50 кГц до 3 МГц. Следует понимать, что при расширении полосы помехи плотность ее мощности падает.
Введение входных и выходных аттенюаторов, двух сумматоров, цифровых генераторов шума, цифро-аналоговых преобразователей и разветвителя позволяют расширить функциональные возможности устройства и обеспечить больший выбор параметров создаваемого канала беспроводной связи.
Таким образом, предлагаемое устройство позволяет обеспечить больший выбор параметров создаваемого канала беспроводной связи.
В качестве управляемого аттенюатора возможно применение, например, микросхем фирмы Peregrine. В качестве АЦП возможно использовать, например, 16-битное АЦП фирмы Linear Technology, в качестве ЦАП, например, - 14-битную микросхему фирмы Texas Instruments.
ИКМ 4 и ЦГШ. 5.1…5.m могут быть исполнены в цифровом виде, например, на базе одной микросхемы EP4CE115F23I7N фирмы Altera, в которой предусмотрено 281 входов/выходов.
Claims (1)
- Имитатор УКВ радиоканала, содержащий первый управляемый аттенюатор, последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь (АЦП), имитатор канала с многолучевым распространением (ИКМ) и цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), отличающийся тем, что введены (N-1) управляемых входных аттенюаторов, выходы которых соединены с соответствующими входами первого сумматора, выход которого подключен к соответствующему входу второго сумматора, выход которого соединен с входом разветвителя, k выходов которого соединены с входами соответствующих выходных управляемых аттенюаторов, выходы которых являются k выходами устройства, кроме того, выход первого входного управляемого аттенюатора подключен к входу ключа, первый выход которого соединен с входом АЦП, а второй выход - к соответствующему входу первого сумматора, выход каждого из m цифрового генератора шума (ЦГШ) соединен с входом каждого со второго по s цифро-аналогового преобразователя соответственно, выходы с первого по s ЦАП соединены с соответствующими входами второго сумматора, при этом вторые входы АЦП, ИКМ и ЦАП и входы ЦГШ являются входами тактовых импульсов; входы N входных управляемых аттенюаторов являются входами устройства.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017115414U RU175192U1 (ru) | 2017-05-02 | 2017-05-02 | Имитатор укв радиоканала |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017115414U RU175192U1 (ru) | 2017-05-02 | 2017-05-02 | Имитатор укв радиоканала |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU175192U1 true RU175192U1 (ru) | 2017-11-27 |
Family
ID=63853366
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017115414U RU175192U1 (ru) | 2017-05-02 | 2017-05-02 | Имитатор укв радиоканала |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU175192U1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2683023C1 (ru) * | 2018-05-21 | 2019-03-26 | Акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Имитатор радиоканала |
RU210064U1 (ru) * | 2021-10-21 | 2022-03-25 | Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" | Имитатор канала связи космических систем |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1225029A2 (ru) * | 1984-07-18 | 1986-04-15 | Житомирское Высшее Ордена Октябрьской Революции Краснознаменное Училище Радиоэлектроники Противовоздушной Обороны Им.Ленинского Комсомола | Имитатор многолучевого радиоканала |
SU1341725A1 (ru) * | 1986-01-20 | 1987-09-30 | Муромский филиал Владимирского политехнического института | Имитатор многолучевого радиоканала |
US6058261A (en) * | 1993-10-29 | 2000-05-02 | Nokia Mobile Phones Limited | RF channel simulator |
EP1881624A1 (en) * | 2006-07-21 | 2008-01-23 | Motorola Inc. | Low complexity frequency hopping solution for performance testing system and method |
US9473963B2 (en) * | 2009-05-27 | 2016-10-18 | Echo Ridge Llc | Interactive RF system testing system and method |
EP3098984A1 (en) * | 2015-05-27 | 2016-11-30 | Innowireless Co., Ltd. | Calibration method for channel simulator |
-
2017
- 2017-05-02 RU RU2017115414U patent/RU175192U1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1225029A2 (ru) * | 1984-07-18 | 1986-04-15 | Житомирское Высшее Ордена Октябрьской Революции Краснознаменное Училище Радиоэлектроники Противовоздушной Обороны Им.Ленинского Комсомола | Имитатор многолучевого радиоканала |
SU1341725A1 (ru) * | 1986-01-20 | 1987-09-30 | Муромский филиал Владимирского политехнического института | Имитатор многолучевого радиоканала |
US6058261A (en) * | 1993-10-29 | 2000-05-02 | Nokia Mobile Phones Limited | RF channel simulator |
EP1881624A1 (en) * | 2006-07-21 | 2008-01-23 | Motorola Inc. | Low complexity frequency hopping solution for performance testing system and method |
US9473963B2 (en) * | 2009-05-27 | 2016-10-18 | Echo Ridge Llc | Interactive RF system testing system and method |
EP3098984A1 (en) * | 2015-05-27 | 2016-11-30 | Innowireless Co., Ltd. | Calibration method for channel simulator |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2683023C1 (ru) * | 2018-05-21 | 2019-03-26 | Акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Имитатор радиоканала |
RU210064U1 (ru) * | 2021-10-21 | 2022-03-25 | Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" | Имитатор канала связи космических систем |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6058261A (en) | RF channel simulator | |
EP0304625B1 (en) | Test equipment for simulating multipath interference | |
CN107979436B (zh) | 干扰信号生成方法、装置、计算机设备和存储介质 | |
KR100851723B1 (ko) | 채널 시뮬레이션 수행 방법 및 채널 시뮬레이터 | |
CN109039508B (zh) | 无线多径衰落信道仿真系统及方法 | |
RU175192U1 (ru) | Имитатор укв радиоканала | |
CN109818596B (zh) | 一种多通道射频信号波形和相位精确控制电路 | |
RU2683023C1 (ru) | Имитатор радиоканала | |
EP1186124A2 (en) | Apparatus for testing mobile phones | |
Ball | A real-time fading simulator for mobile radio | |
FI94809C (fi) | Radiokanavan häipymissimulaattori ja menetelmä häipymisen simuloimiseksi | |
US10536230B1 (en) | Radio frequency doppler spread emulators | |
RU2358279C1 (ru) | Радиолокационный имитатор цели | |
US4149123A (en) | Attenuator | |
CN103716018B (zh) | 数字宽带激励源实现装置及方法 | |
US8982994B2 (en) | Phase-shifting device for antenna array | |
Vilella et al. | Transceiver architecture and digital down converter design for a long distance, low power HF ionospheric link | |
Fitting | Wideband troposcatter radio channel simulator | |
KR101624287B1 (ko) | 효율적인 디지털 위상변화기 | |
SU1172036A1 (ru) | Имитатор многолучевого радиоканала | |
CN116865862B (zh) | 一种宽带信号的动态多径模拟系统及其实现方法 | |
JPS6227577B2 (ru) | ||
SU1580577A1 (ru) | Имитатор многолучевого радиоканала | |
SU698132A1 (ru) | Устройство дл моделировани многолучевого радиоканала | |
RU2234107C1 (ru) | Способ имитации цели и ее имитатор в импульсно-доплеровской радиолокационной станции (варианты) |