El simulador de GNSS R&S®SMW200A brinda una forma fácil y cómoda de probar el diseño de su receptor frente a una amplia variedad de emisiones perturbadoras y fuentes de interferencia potenciales. Los casos de prueba abarcan desde simulaciones de coexistencia simples hasta escenarios de interferencia complejos con emisores localizados.
Espectro de señal GPS L1 C/A con AWGN y tres fuentes de interferencia de señal de onda continua (CW)
En la actualidad, los receptores GNSS se utilizan en muchas aplicaciones, como los sistemas de navegación de automóviles, drones y procedimientos de aproximación instrumental de aeronaves. En consecuencia, estos dispositivos deben proporcionar fijaciones de posición altamente precisas y una elevada disponibilidad incluso en condiciones adversas. Muchos otros servicios, como LTE, también utilizan frecuencias cercanas a las bandas GNSS. Los receptores deben diseñarse de manera que permitan la coexistencia segura de estas señales a fin de evitar la degradación del rendimiento. Un receptor también debe ser resistente a la interferencia no intencionada (es decir, transmisiones fuera de banda de radioaficionados), así como a la interferencia intencionada (poro ejemplo, suplantación de identidad). Para demostrar la resistencia de los receptores GNSS frente a las interferencias, es necesario probarlos contra todo tipo de señales interferentes para todas las constelaciones y bandas de frecuencia GNSS disponibles. Para obtener resultados significativos y repetibles, lo mejor es realizar las pruebas con un simulador de GNSS en un entorno de laboratorio controlado.
El simulador de GNSS R&S®SMW200A ofrece una solución compacta y eficiente para crear estos complejos escenarios de interferencia. El simulador de GNSS permite la simulación de hasta 144 satélites de diferentes constelaciones en diferentes bandas de frecuencia. Gracias a la naturaleza del R&S®SMW200A como generador vectorial de señales, se pueden configurar hasta cuatro bandas base independientes para simular señales GNSS o señales interferentes. Esta configuración flexible permite realizar medidas de coexistencia rápidas para varios estándares digitales como LTE. Aparte de eso, el R&S®SMW200A permite a los usuarios reproducir cualquier forma de onda arbitraria definida por el usuario. De este modo, es posible realizar incluso pruebas de interferencia avanzadas.
Dichas formas de onda pueden crearse, por ejemplo, en Matlab o, de un modo más cómodo, utilizando el software R&S®Pulse Sequencer. El software R&S®Pulse Sequencer también permite generar simulaciones dinámicas con un receptor GNSS en movimiento. Las opciones de software permiten hasta cuatro fuentes de AWGN/CW independientes adicionales, lo que eleva a siete el número de fuentes de interferencia simultáneas. Si bien los enfoques anteriores utilizaban dispositivos separados, el simulador de GNSS R&S®SMW200A combina todas las funciones necesarias para las medidas de interferencia en un solo instrumento. Esta es una solución de bajo coste que acelera la creación de escenarios de prueba complejos y realistas. Cuando se usa junto con dos unidades de extensión de RF R&S®SGT100A, el simulador de GNSS proporciona cuatro puertos de salida de RF, lo que lo hace adecuado para escenarios de varias antenas o varios vehículos.
Medida de coexistencia para LTE con interferencia de AWGN y CW adicional
Interferencia de señal CW y AWGNLa figura de la izquierda muestra el espectro de una señal GPSL1 C/A con ruido blanco añadido y tres fuentes de interferencia de señal de onda continua. Gracias a la flexibilidad del R&S®SMW200A, no se requiere hardware adicional para esta configuración. Las señales de onda continua (CW) y AWGN se encuentran entre las formas más comunes de interferencia encontradas por un receptor. La interferencia de señal de onda continua puede tener muchas fuentes. La interferencia no intencionada a menudo es causada por armónicos fuera de banda de amplificadores o transmisores. Los emisores perturbadores de COTS GNSS, cuyo uso está cada vez más extendido, también utilizan señales de onda continua para interrumpir la recepción de señales GNSS. El módulo AWGN también se puede utilizar para simular el ruido de antenas y amplificadores o para evaluar el rendimiento en presencia de perturbadores de ruido.
Medidas de coexistencia
Si bien las bandas de frecuencia GNSS están reservadas para la navegación por satélite, el resto de la banda L es muy utilizado por otros servicios. Por ejemplo, los enlaces ascendentes y descendentes de satélite y de LTE funcionan cerca de la banda L1. Por lo tanto, resulta fundamental validar la coexistencia segura de esas señales. Esto se logra fácilmente con el R&S®SMW200A, ya que este equipo es compatible con una gran cantidad de estándares de comunicaciones modernos. Configurar una señal LTE junto a una banda GNSS es tan simple como seleccionar el módulo adecuado e iniciar la simulación, lo que permite una evaluación rápida y precisa del impacto en el rendimiento del receptor. Por supuesto, también se pueden usar modulaciones digitales personalizadas.
Efectos de un emisor perturbador localizado de GPS en un receptor en movimiento
Simulación dinámica de un escenario con emisor perturbador
El escenario de la izquierda muestra una cosimulación de un receptor GNSS en movimiento y un perturbador estático. El caso de prueba consiste en examinar el comportamiento del receptor cerca de una fuente de interferencia cuando este pierde su situación, así como en determinar cuánto tiempo tarda el receptor en recuperar la señal GNSS.
El R&S®SMW200A genera señales GNSS para un receptor que se mueve en sentido antihorario siguiendo una trayectoria circular. El receptor comienza en la posición de las 6 en punto, en el punto situado más al sur en el mapa de la izquierda. En la posición de las 12 en punto se coloca un emisor perturbador, 100 m al norte de la trayectoria. A continuación, se utiliza el software R&S®Pulse Sequencer para calcular la señal perturbadora recibida para todas las posiciones a lo largo de la trayectoria. Ambas señales se combinan en un combinador externo y se envían a un receptor GNSS.
El receptor puede proporcionar una posición al iniciar su movimiento (parte azul de la trayectoria). A medida que el receptor se acerca al perturbador, el nivel de potencia de la señal perturbadora aumenta hasta que el receptor pierde su bloqueo en las señales GNSS (parte roja de la trayectoria). Cuando el receptor se aleja del perturbador, el nivel de potencia de la señal perturbadora disminuye, lo que permite que el receptor recupere las señales GNSS (tramo naranja).
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