Le simulateur GNSS R&S®SMW200A propose une manière simple et pratique de tester votre conception de réception par rapport à une large variété d'interférences et de brouilleurs potentiels. Les cas de test étendent de simples simulations de coexistence à des scénarios complexes d'interférences avec des émetteurs localisés.
Spectre du signal GPS L1 C/A avec un AWGN (bruit blanc Gaussien additif) et trois brouilleurs à ondes continues
Aujourd'hui, les récepteurs GNSS sont utilisés dans de nombreuses applications telles que les systèmes de navigation des voitures, ou les procédures d'approche des instruments de l'aviation et des drones. Par conséquent, ces appareils doivent fournir des positions fixes très précises et une disponibilité élevée, même dans des conditions contraignantes. De nombreux autres services, tel que le LTE, utilisent également des fréquences proches des bandes GNSS. Les récepteurs doivent être conçus de sorte à permettre une coexistence sûre de ces signaux afin d'empêcher la dégradation des performances. Un récepteur doit également être résistant face aux interférences inattendues (par exemple des transmissions extérieures à la bande provenant de radios amateurs), ainsi qu'aux interférences volontaires (par exemple un brouilleur). Afin de prouver la robustesse des récepteurs GNSS face aux interférences, ceux-ci doivent être testés avec tous les types de signaux d'interférences pour toutes les constellations GNSS disponibles et toutes les bandes de fréquence. Pour obtenir des résultats significatifs et reproductibles, il est préférable de réaliser les tests avec un simulateur GNSS dans un environnement contrôlé au sein d'un laboratoire.
Le simulateur GNSS R&S®SMW200A est une solution compacte et efficace pour la création de tels scénarios d'interférences complexes. Le simulateur GNSS permet la simulation de 144 satellites issus de constellations différentes sur diverses bandes de fréquence. Grâce à la capacité de générateur de signaux vectoriels du R&S®SMW200A, jusqu'à quatre bandes de base indépendantes peuvent être configurées dans le but de simuler soit des signaux GNSS soit des signaux d'interférences. Cette configuration flexible permet un test rapide de coexistence pour plusieurs standards numériques tel que le LTE. D'autre part, le R&S®SMW200A permet aux utilisateurs de relire n'importe quelle forme d'onde arbitraire qu'ils ont défini. De cette manière, même des tests d'interférences avancés peuvent être réalisés.
De telles formes d'ondes peuvent être créées par exemple avec Matlab, ou encore mieux en utilisant le logiciel R&S®Pulse Sequencer. Le logiciel R&S®Pulse Sequencer permet également de générer des simulations dynamiques avec un récepteur GNSS mobile. Les options du logiciel permettent d'ajouter jusqu'à quatre sources AWGN (bruit blanc Gaussien additif) / CW (onde continue) indépendantes supplémentaires, portant ainsi le nombre d'interférences simultanées à sept. Alors que les approches précédentes utilisaient des appareils distincts, le simulateur GNSS R&S®SMW200A combine toutes les fonctionnalités nécessaires au test d'interférences en un seul instrument. Il s'agit d'une solution économique qui accélère la création de scénarios de test complexes et réalistes. Lorsqu'il est utilisé avec deux unités d'extension RF R&S®SGT100A, le simulateur GNSS propose quatre ports de sortie RF, en faisant un outil adapté aux scénarios multi-antennes ou multi-véhicules.
Test de coexistence pour le LTE avec des interférences AWGN (bruit blanc Gaussien additif) et CW (onde continue) supplémentaires
Interférences à ondes continues (CW) et à bruit blanc Gaussien additif (AWGN)La figure de gauche illustre le spectre d'un signal GPSL1 C/A avec un bruit blanc additif et trois interférences à ondes continues (CW). Grâce à la flexibilité du R&S®SMW200A, aucun matériel supplémentaire n'est requis pour cette configuration. Les signaux CW et AWGN sont parmi les formes d'interférences les plus connues rencontrées par un récepteur. Les interférences CW peuvent provenir de plusieurs sources. Une interférence indésirable est souvent causée par les harmoniques externes à la bande des amplificateurs ou des émetteurs. Les brouilleurs GNSS COTS, qui sont de plus en plus répandus, utilisent également des signaux CW pour interrompre la réception du signal GNSS. Le module AWGN peut également être utilisé pour simuler les bruits d'antenne et d'amplificateur ou pour évaluer la performance en présence de brouilleurs de bruit.
Test de coexistence
Alors que les bandes de fréquences GNSS sont réservées pour la navigation satellite, le reste de la bande L est largement utilisé par divers autres services. Par exemple, les liaisons montante et descendante LTE et satellite fonctionnent à proximité de la bande L1. Il est par conséquent important de valider la coexistence de ces signaux. Le R&S®SMW200A facilite cela en prenant en charge un grand nombre des standards de communications modernes. La configuration d'un signal LTE à proximité d'une bande GNSS est aussi simple que de sélectionner le module approprié et démarrer la simulation, permettant une évaluation rapide et précise de l'impact de la performance sur le récepteur. Des modulations numériques personnalisées peuvent bien évidemment également être utilisées.
Effets d'un brouilleur GPS localisé sur un récepteur mobile
Simulation dynamique d'un scénario de brouillage
Le scénario situé à gauche indique la co-simulation d'un récepteur GNSS mobile et d'un brouilleur statique. Ce cas de test permet d'analyser le comportement du récepteur à proximité d'une source d'interférences lorsqu'il perd sa position fixe et à déterminer après combien de temps le récepteur récupère le signal GNSS.
Le R&S®SMW200A génère des signaux GNSS pour un récepteur mobile dans le sens des aiguilles d'une montre sur une trajectoire circulaire. Le récepteur démarre dans la position dite à 6 heures au point le plus au sud de la carte sur la gauche. Un brouilleur est placé à la position dite de 12 heures, 100 m au nord de la trajectoire. Le logiciel R&S®Pulse Sequencer est alors utilisé pour calculer le signal de brouillage reçu pour toutes les positions le long de la trajectoire. Les deux signaux sont combinés dans un combinateur externe et insérés dans un récepteur GNSS.
Le récepteur peut fournir une position dès qu'il devient mobile (partie bleue de la trajectoire). Avec le récepteur se déplaçant à proximité du brouilleur, le niveau de puissance du signal de brouillage augmente jusqu'à ce que le récepteur perde son verrouillage du signal GNSS (partie rouge de la trajectoire). Lorsque le récepteur s'éloigne du brouilleur, le niveau de puissance du signal de brouillage diminue, ce qui permet au récepteur de récupérer les signaux GNSS (trace orange).
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