マルチ周波数、マルチコンスタレーションGNSSレシーバーの効率的なテスト
R&S®SMW200AのGNSSシミュレータは、すべての重要なコンスタレーションと周波数バンドの同時シミュレーションが可能で、ラボでのGNSSレシーバーのテストのために最適なソリューションです。
課題
最新のGPS、GLONASS、Galileo、BeiDouなど、現在利用可能なすべてのGNSSは、Lバンド内の複数の周波数で位置決定サービスを提供しているか、少なくとも提供を計画しています。異なる搬送波上のさまざまな信号を利用することで、レシーバーの位置推定（ナビゲーションソリューション）の精度と信頼性を大幅に改善できます。これは、L1およびL2信号で動作しているレシーバーは、電離層遅延を計算し、対応する位置誤差を除去できるからです。利用可能なすべてのGNSSを考慮した場合、宇宙空間内の航法衛星の総数は120基を超えます。世界中のほとんどの場所からは、平均で約30基の衛星が見えます。これらの宇宙機（SV）のそれぞれは、異なる周波数での複数の位置決定サービスを提供しています。
さらに、見える衛星からの信号は見通し線（LOS）で受信されるだけではなく、近くの建物や他の物体で反射されて受信されます。明らかに、レシーバー側の要件はGNSS衛星の進化とともに増加するので、現実的なシミュレーションは次第に複雑化し、計算量も増えます。
マルチコンスタレーション信号処理が可能な新しいレシーバーの開発にあたっては、機能と性能の検証のために、きわめて正確で汎用的なシミュレータが必要です。シミュレータは、任意のGNSSの組み合わせ（GPS、Galileo、GLONASS、BeiDouなど）の信号と周波数をできるだけ現実的に作成できる必要があります。このため、チャネルバジェットは、見えるすべてのSV、多数の位置決定サービス（L1 C/A、E1 OSなど）、および反射されたエコーに対応するのに十分な大きさを持つ必要があります。さらに、信号伝搬特性（対流圏とイオン件の影響など）、システム特性（軌道やクロック誤差など）、ユーザー環境（シャドーイングやその他の信号劣化など）も考慮できる必要があります。
R&S®SMW200Aは、純粋なGNSSシミュレータとして使用できます。上：GPSのシミュレーション（L1 C/A、L1 P、L2C、L5）、Galileo（E1 OS、E5a、E5b）、GLONASS（L1 C/A、L2 C/A）およびBeiDou（B1I、B2I）
R&S®SMW200Aは、純粋なGNSSシミュレータとして使用できます。上：GPSのシミュレーション（L1 C/A、L1 P、L2C、L5）、Galileo（E1 OS、E5a、E5b）、GLONASS（L1 C/A、L2 C/A）およびBeiDou（B1I、B2I）
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ローデ・シュワルツのソリューション
R&S®SMW200A ベクトル信号発生器に高度なGNSSオプションR&S®SMW-K120を搭載すれば、強力なGNSSシミュレータおよび高効率のGNSSレシーバーテストのためのコンパクトなソリューションになります。GNSS専用の高度なGUIにより、複雑なテストシナリオのセットアップをわかりやすく簡単に実行できます。
GPS、Galileo、GLONASS、BeiDou信号に関するさまざまなシナリオを、最大144チャネルを使用してリアルタイムで作成できます。レシーバーに関しては、シミュレートされる位置は固定にもできますが、ウェイポイントファイルをインポートして移動シナリオをセットアップすることもできます。車両の姿勢の変化もシミュレートできます。アンテナパターンは個別に変更でき、設置場所を設定することもできます。アンテナのカバーによって生じるシャドーイングを、車体マスクファイルによってモデル化できます。
R&S®SMW200AのGNSSシミュレータでは、マルチ周波数、マルチコンスタレーションシナリオを使いやすく効率的な方法で容易に設定できます。
R&S®SMW200AのGNSSシミュレータでは、マルチ周波数、マルチコンスタレーションシナリオを使いやすく効率的な方法で容易に設定できます。
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マルチ周波数シナリオの設定
マルチ周波数シナリオ向けに、R&S®SMW200Aには第2 RF信号源が内蔵されています。これにより、L1、L2、L5といったすべての重要なGNSS周波数バンドの信号を標準で同時発生できます。さまざまな電離層モデルを適用して、マルチ周波数レシーバーの誤差低減機能を評価できます。GPSで用いられるKlobucharモデルやGalileoで提案されているNeQuickモデルなど、標準のモデルが利用でき、過去のモデルをロードすることもできます。マルチ周波数レシーバーに対して伝導テストを実行する場合、すべての出力信号がコンバイナーで加算され、レシーバーのアンテナポートに供給されます。別の方法として、シールドされた電波暗室内でレシーバーの無線（OTA）テストを行うこともできます。この場合、テスト信号は電波暗室内の複数のアンテナを通じてGNSSレシーバーに供給されます。
GNSSコンスタレーションおよび衛星のパワーレベルを、内蔵シミュレーションモニターで観察できます。
GNSSコンスタレーションおよび衛星のパワーレベルを、内蔵シミュレーションモニターで観察できます。
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複数のGNSSコンスタレーションの使用
R&S®SMW200Aは、さまざまなGNSSからの最大144チャネルの信号を発生することで、複雑なテスト信号によるレシーバーのテストをサポートします。これにより、すべてのGNSSのSVが存在する現実的なシナリオを容易にセットアップできます。
衛星の最小数と最大数を指定した混合GNSS信号が必要なテストケースでは、これらの制限値をGNSSごとに設定できます。さらに、すべての衛星はテスト中にシミュレーションを中断せずに手動でオン／オフできます。
また、個々のパワーレベルを変更したり、各衛星に擬似距離誤差をリアルタイムで割り当てたりすることができます。これは、レシーバーのRAIM（Receiver Autonomous Integrity Monitoring）機能のテストに使用できます。衛星の消失と再出現の現実的なシミュレーションを、内蔵シミュレーションモニターで観察できます（左下の図を参照）。
| システム | SV数 | 信号 | チャネル数 |
|---|---|---|---|
| GPS | 8 | L1 C/A、L1 P、L2C、L5 | 8×4＝32 |
| Galileo | 8 | E1 OS、E5a、E5b | 8×3＝24 |
| GLONASS | 7 | L1 C/A、L2 C/A | 7×2＝14 |
| BeiDou | 9 | B1I、B2I | 9×2＝18 |
| トータル | 32 | 88 |
主な利点と特長
R&S®SMW200Aは、マルチ周波数、マルチGNSSレシーバーのテストに最適なソリューションです。制御されたラボ環境内で現実的で再現可能なテスト条件を作成でき、以下のような重要な機能を備えています。
- 最大144チャネルのマルチコンスタレーションシナリオのサポート
- すべての重要なGNSSのサポート
- GPS L1/L2（C/AおよびPコード）、L2C、L5
- GLONASS L1/L2 C/Aコード
- Galileo E1、E5a、E5b
- BeiDou B1I/B2I
- QZSS L1 C/A
- マルチ周波数GNSSシナリオの容易な設定
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