F8的無線仿真環(huán)境解決方案討論

隨著無線通信環(huán)境越來越復(fù)雜，對測試技術(shù)提出了越來越高的要求，尤其涉及仿真，半實(shí)物仿真，軟件仿真，各種方式都是為了盡可能的在大規(guī)模商用之前，把問題放在實(shí)驗(yàn)室解決，因?yàn)椋覀兌记宄?，一旦商用之后，解決問題的成本和時(shí)間將是實(shí)驗(yàn)室里不可比擬的 。

現(xiàn)場測試是驗(yàn)證無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備性能的不可或缺的手段之一。其優(yōu)點(diǎn)在于能夠檢測設(shè)備在真實(shí)環(huán)境中的運(yùn)行情況，缺點(diǎn)則包括需要大量時(shí)間的準(zhǔn)備工作、耗費(fèi)人力物力等，特別是由于外部干擾或其它不確定因素的影響，測試結(jié)果往往不可重復(fù)。因此，測試的最佳方案為在現(xiàn)場測試之前，在實(shí)驗(yàn)室中搭建仿真環(huán)境，進(jìn)行充分的驗(yàn)證工作。使設(shè)備在仿真環(huán)境下，通過必要的測試后，再進(jìn)行現(xiàn)場測試。這樣既提高了效率，同時(shí)也可為用戶節(jié)省大量成本。

顯然，仿真環(huán)境與實(shí)際環(huán)境越接近，就越能夠?qū)嶋H反映被測系統(tǒng)的性能。為了使仿真更接近真實(shí)的環(huán)境，路測數(shù)據(jù)是十分必要的。

我們拿一個(gè)特殊的無線環(huán)境作為案例來探討一下。

比如沿著高鐵的無線通信環(huán)境。其無線環(huán)境相對固定，但場景卻可能涉及到平原、山地、隧道、橋梁等等，非常復(fù)雜。因此，可以應(yīng)用路測設(shè)備，對特定鐵路沿線的無線環(huán)境進(jìn)行測量，分析測量數(shù)據(jù)就能得到真實(shí)無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的傳輸情況。因此，仿真的實(shí)現(xiàn)需要基于路測數(shù)據(jù)；

然而，僅僅取得路測數(shù)據(jù)是不夠的，在實(shí)際的無線通信網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，信號經(jīng)由無線信道傳輸，而無線信道是無時(shí)無刻不在 變化的。在列車的行進(jìn)過程中，由于高速運(yùn)動帶來的多普勒偏移、快衰落；由山體或建筑物帶來的陰影效應(yīng)（慢衰落）以及軌道周圍的反射體帶來的多徑傳輸?shù)龋加绊懼ㄐ畔到y(tǒng)的傳輸。也就是說，無線信道是制約無線系統(tǒng)傳輸性能的關(guān)鍵要素。因此，仿真環(huán)境必須包含對無線信特性道的仿真。

所以，最佳的仿真環(huán)境是能夠基于路測數(shù)據(jù)，對無線系統(tǒng)的傳輸環(huán)境作實(shí)時(shí)的硬件仿真，從而在實(shí)驗(yàn)室中實(shí)現(xiàn)虛擬路測。仿真平臺應(yīng)包含兩個(gè)部分：1）兼容性良好的軟件平臺，能夠便捷地導(dǎo)入路測設(shè)備測量的數(shù)據(jù)，最大可能性地重現(xiàn)路測環(huán)境；2）高性能的射頻接口硬件平臺，使待測設(shè)備和儀器儀表能夠方便地接入平臺，同時(shí)保證最大程度地實(shí)現(xiàn)模擬測試環(huán)境，從而驗(yàn)證設(shè)備性能。

這里介紹一個(gè)EB公司的F8的無線環(huán)境仿真解決方案（EB WES）就是基于實(shí)際現(xiàn)場測試結(jié)果，輕松在實(shí)驗(yàn)室中完成無線環(huán)境的仿真的解決方案。這個(gè)方案的關(guān)鍵就在于利用EB Propsim F8多信道仿真儀，同時(shí)仿真實(shí)際無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的多徑傳輸、快衰落、慢衰落、信號級突變、多普勒現(xiàn)象及干擾等等。EB WES軟件可運(yùn)行在EB Propsim F8內(nèi)置的PC平臺上。

下圖是EB公司三步法來實(shí)現(xiàn)的仿真解決方案：

路測 ----> 建模/仿真-------> 驗(yàn)證 ：

EB的仿真儀 F8的每一個(gè)通道都可以獨(dú)立地仿真各種物理信道的特征參數(shù)，如頻率、多徑傳輸、快衰落、動態(tài)時(shí)延、衰減、噪聲、干擾及陰影衰落等等。用戶可以直接調(diào)用所有標(biāo)準(zhǔn)的信道模型，或者通過功能強(qiáng)大的信道建模工具箱創(chuàng)建自定義的無線信道模型。這些工具可以完成復(fù)相關(guān)矩陣下的MIMO建模、DoA/DoD角度設(shè)置、DoA/DoD 角度擴(kuò)散、智能天線應(yīng)用下的幾何分布波束賦形的空間信道仿真。

除了上述統(tǒng)計(jì)信道模型和空間信道模型外，用戶還可以利用信道測量數(shù)據(jù)（如EB Propsound CS信道測量系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)）或EB WES支持的其它測量工具（如環(huán)境掃描儀或其它路測工具）采集的數(shù)據(jù)來進(jìn)行信道建模。

EB Propsim F8 每射頻通道可仿真的最大多徑數(shù)是48徑，最大支持125MHz的射頻帶寬。全數(shù)字化處理的EB Propsim F8可以靈活實(shí)現(xiàn)信號內(nèi)部的分路和合路，由此降低了對外部射頻分路器、合路器的依賴。EB Propsim F8無線信道仿真儀可以同時(shí)仿真多組SISO、MISO、SIMO及MIMO無線信道。每一個(gè)物理通道都能設(shè)置成不同的中心頻率。這樣用戶就可以進(jìn)行不同系統(tǒng)間的切換測試，或同時(shí)對多系統(tǒng)進(jìn)行仿真。

作為高端的信道仿真測試設(shè)備，EB Propsim F8 內(nèi)置AWGN噪聲源（支持8個(gè)獨(dú)立的AWGN源），同樣也支持CW干擾源，明顯地簡化了測試過程（在每次測試之前，不需要消耗時(shí)間的校準(zhǔn)過程）。

EB的 F8可靈活地通過軟件升級的方式增加各種新出現(xiàn)的信道模型和測試?yán)? EB Propsim F8也允許同時(shí)進(jìn)行慢衰落和快衰落的仿真。F8內(nèi)置主流PC，WIN-XP操作系統(tǒng)，明顯地提高了硬件的穩(wěn)定性和可靠性。

生命不息，創(chuàng)新不止。F8將隨著越來越復(fù)雜的測試需求，不斷創(chuàng)造仿真和建模的驚喜！