O simulador GNSS R&S®SMW200A oferece uma maneira conveniente de testar o projeto do seu receptor com uma grande variedade de possíveis interferentes e bloqueadores. Os casos de teste vão desde simulações simples de coexistência até cenários complexos de interferência com emissores localizados.
Espectro de sinal GPS L1 C/A com AWGN e três interferentes CW
Atualmente, os receptores GNSS são utilizados em diversas aplicações, como em sistemas de navegação automotivos, drones e procedimentos de abordagem de instrumentos de aviação. Sendo assim, esses dispositivos precisam fornecer correções altamente precisas de posição e alta disponibilidade, mesmo em condições adversas. Diversos outros serviços, como LTE, também utilizam frequências próximas às bandas GNSS. Os receptores precisam ser projetados de um modo que permita a coexistência segura desses sinais, a fim de impedir a degradação do desempenho. O receptor também precisa ser resiliente a interferências não intencionais (ou seja, transmissões fora de banda de rádios amadores), além das interferências intencionais (por exemplo, bloqueio ou spoofing). Para comprovar a robustez dos receptores GNSS contra interferências, eles precisam ser testados com todos os tipos de sinais interferentes de todas as constelações GNSS e bandas de frequências disponíveis. Para obter resultados significativos e repetíveis, os testes são mais bem realizados com um simulador GNSS em um ambiente de laboratório controlado.
O simulador GNSS R&S®SMW200A fornece uma solução compacta e eficiente para criar esses cenários complexos de interferência. O simulador GNSS permite a simulação de até 144 satélites de diferentes constelações em bandas de frequências variadas. Graças à natureza do R&S®SMW200A como gerador de sinais vetoriais, até quatro bandas-base independentes podem ser configuradas para simular sinais GNSS ou sinais de interferência. Essa configuração flexível permite o teste rápido de coexistência para vários padrões digitais, como LTE. Além disso, o R&S®SMW200A permite que os usuários reproduzam qualquer forma de onda arbitrária definida pelo usuário. Dessa forma, é possível realizar até mesmo os testes de interferência avançados.
Essas formas de onda podem ser criadas, por exemplo, no Matlab ou, de maneira mais conveniente, usando o software R&S®Pulse Sequencer. O software R&S®Pulse Sequencer também possibilita a geração de simulações dinâmicas com um receptor GNSS móvel. As opções do software são compatíveis com até quatro fontes AWGN/CW adicionais independentes, aumentando o número de interferentes simultâneos para sete. Enquanto as abordagens anteriores utilizam dispositivos separados, o simulador GNSS R&S®SMW200A combina todos os recursos necessários para testes de interferência em um único instrumento. Essa é uma solução com custo otimizado que acelera a criação de cenários de teste complexos e realistas. Quando utilizado em conjunto com duas unidades de extensão de RF R&S®SGT100A, o simulador GNSS fornece quatro portas de saída de RF, tornando-o adequado para cenários multiantenas ou multiveículos.
Teste de coexistência para LTE com interferência adicional AWGN e CW
Interferência CW e AWGNA figura à esquerda mostra o espectro de um sinal GPSL1 C/A com ruído branco adicionado e três interferentes CW. Graças à flexibilidade do R&S®SMW200A, nenhum outro hardware é necessário para essa configuração. Sinais CW e AWGN estão entre as formas mais comuns de interferência encontradas por um receptor. A interferência CW pode ter diversas fontes. A interferência não intencional é normalmente causada por harmônicos fora de banda de amplificadores ou transmissores. Os bloqueadores GNSS prontos para uso comercial, que têm se tornado cada vez mais difundidos, também utilizam sinais CW para interromper a recepção de sinais GNSS. O módulo AWGN também pode ser utilizado para simular ruídos de antena ou de amplificador ou para avaliar o desempenho na presença de bloqueadores de ruído.
Testes de coexistência
Apesar de as bandas de frequências GNSS serem reservadas para navegação por satélite, as demais bandas L são amplamente utilizadas por diversos outros serviços. Por exemplo, ligações ascendentes e descendentes LTE e de satélite operam próximos à banda L1. Sendo assim, é fundamental validar a coexistência segura desses sinais. O R&S®SMW200A torna isso mais fácil, uma vez que é compatível com um grande número de padrões modernos de comunicação. Configurar um sinal LTE próximo a uma banda GNSS é tão simples quanto escolher o módulo adequado e iniciar a simulação, permitindo uma avaliação rápida e precisa do impacto de desempenho sobre o receptor. É claro que também é possível utilizar modulações digitais personalizadas.
Efeitos de um bloqueador GPS localizado sobre um receptor móvel
Simulação dinâmica de um cenário de bloqueador
O cenário à esquerda mostra a cossimulação de um receptor GNSS móvel e um bloqueador estático. O caso de teste é avaliar o comportamento do receptor próximo a uma fonte de interferência quando ele perde sua correção de posição e determinar quanto tempo é necessário para o receptor captar novamente o sinal GNSS.
O R&S®SMW200A gera sinais GNSS para um receptor que se move no sentido anti-horário em uma trajetória circular. O receptor começa na posição de 6h00 no ponto mais ao sul do mapa à esquerda. Um bloqueador é posicionado no ponto de 12h00, 100 metros ao norte da trajetória. Então, o software R&S®Pulse Sequencer é utilizado para calcular o sinal recebido do bloqueador para todas as posições ao longo da trajetória. Ambos os sinais são unidos em um combinador externo e transferidos para um receptor GNSS.
O receptor pode fornecer uma posição ao iniciar seu movimento (parte azul da trajetória). Com o receptor se aproximando do bloqueador, o nível de potência do sinal do bloqueador aumenta até que o receptor perca seu bloqueio nos sinais GNSS (parte vermelha da trajetória). Quando o receptor se distancia do bloqueador, o nível de potência dos sinais do bloqueador diminui, o que permite que o receptor volte a captar os sinais GNSS (parte laranja da trajetória).
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