Воссоздание реальных ВЧ-сигналов в лаборатории

Измерительная задача

Для различных систем и сценариев в области мониторинга требуется присутствие реальных ВЧ-сигналов. Например, оценку оборудования для классификации сигналов или эффективное обучение радиооператоров очень сложно осуществлять без соответствующей ВЧ-среды. Сигналы систем модуляции, шифрования и передачи многих типов невозможно имитировать или формировать искусственно. Эти сигналы требуется захватывать в эфире. Чтобы управлять их появлением, пользователю должны быть доступны их записи.

Решение для мониторинга

Описанное здесь решение Rohde & Schwarz включает три отдельных независимых этапа (запись, преобразование и воспроизведение интересующего сигнала).

Запись модулирующего сигнала

Благодаря концепции обработки сигналов, которая применяется во всех поставляемых в данный момент приемниках Rohde & Schwarz, ПЧ-сигнал можно получить в виде цифрового комплексного модулирующего сигнала. Поэтому необработанная исходная информация доступна в I/Q-формате, и фактически любой эфирный ВЧ-сигнал можно записать на жесткий диск.

Портативный приемник R&S®PR100 идеально подходит для задач мобильного радиомониторинга. С помощью SD-карты внутренняя память расширяется до 32 Гбайт. Используя опцию внутренней записи R&S®PR100-IR, можно записывать звуковые, спектральные или I/Q-данные непосредственно во внутреннюю память или на установленную SD-карту. Но только I/Q-данные содержат всю информацию, необходимую для правильного воспроизведения сигнала.

Для записи I/Q-данных приемник R&S®PR100 должен работать в режиме фиксированной частоты (FFM). Пользователь настраивает приемник на интересующую частоту и задает полосу демодуляции, равную ширине полосы частот интересующего сигнала. Полоса демодуляции — это ограничивающий фактор для ширины полосы частот записываемого модулирующего I/Q-сигнала (500 кГц в R&S®PR100). Пользователь нажимает кнопку REC (Запись) на лицевой панели для доступа к меню записи и выбирает режим записи IQ data (IQ-данные). Запись запускается и останавливается нажатием кнопки F2. Размер файла записи ограничен 4 Гб. При полосе пропускания до 500 кГц в один файл можно записать до 26 минут. Перед извлечением SD-карты из приемника следует убедиться в том, что файл надлежащим образом сохранен на карте.

Преобразование записанных файлов

После записи исходные данные модуляции доступны в виде двухканального файла *.riq. Этот файл включает один канал I-данных, один канал Q-данных и информацию заголовка (центральная частота и полоса пропускания). Для считывания генератором сигналов эту информацию следует преобразовать в соответствующий дескриптор сигнала. Для этого можно использовать бесплатное ПО R&S®ARBToolbox Plus, которое доступно на веб-сайте Rohde & Schwarz.

Компоновка ПО R&S®ARBToolbox Plus аналогична браузеру файлов. Пользователь ищет записанный файл в браузере. Чтобы преобразовать файл, следует щелкнуть файл правой кнопкой мыши и в раскрывающемся меню выбрать пункт Import RIQ (Импорт RIQ). Чтобы завершить преобразование, пользователь просто выполняет все этапы процесса. В результате преобразования получается файл *.wv, который можно воспроизвести посредством генератора сигналов произвольной формы.

Воспроизведение записанных и преобразованных файлов

Чтобы получить предварительно записанный эфирный сигнал, требуется генератор сигналов произвольной формы (ARB), например R&S®SMBV100A. ARB-генератор необходим для воспроизведения сигнала.

Преобразованные файлы должны храниться во внутренней памяти генератора сигналов. При воспроизведении сигнала пользователь должен убедиться в том, что излучаемый генератором сигнал не создает помех для какой-либо имеющейся службы.

Максимальная ширина полосы I/Q-модуляции прибора R&S®PR100 составляет 500 кГц, что достаточно для большинства типов сигналов. Легкий (3,5 кг) приемник работает от одного аккумулятора до четырех часов, благодаря чему пользователи могут записывать сигналы практически в любом месте.

Запись исходных модулирующих данных в I/Q-формате обеспечивают пользователю полное управление сигналами, причем записи содержат всю информацию об этих сигналах.