在信号发生器调制测试中，选择合适的调制类型需综合考虑测试目标、信号特性、系统要求及实际应用场景等因素。以下是具体选择策略及关键考量点：
一、明确测试目标与核心需求
- 抗干扰能力测试
- 场景：验证通信系统在噪声或干扰环境下的稳定性（如卫星通信、航空导航）。
- 选择：
- 扩频调制（DSSS/FHSS）：通过扩展频谱降低单频干扰影响，适用于抗窄带干扰测试。
- 跳频调制（FHSS）：快速切换载波频率，躲避固定频率干扰，适合动态干扰环境模拟。
- 差分编码调制（如DBPSK）：通过相位差传递信息，增强抗多径衰落能力。
- 频谱效率评估
- 场景：优化频谱利用率（如5G基站、无人机数据链）。
- 选择：
- 正交频分复用（OFDM）：将频带划分为多个子载波，支持高数据速率传输，适合多径信道测试。
- 高阶调制（如64-QAM、256-QAM）：在相同带宽内传输更多比特，但需权衡信噪比（SNR）要求。
- 单载波调制（如SC-FDMA）：降低峰均比（PAPR），适合功率受限场景（如物联网设备）。
- 信道兼容性验证
- 场景：确保信号与现有系统共存（如航空电子设备与地面基站互操作）。
- 选择：
- 标准兼容调制：如LTE的QPSK/16-QAM、Wi-Fi的OFDM、GPS的BPSK，直接匹配协议要求。
- 可调参数调制：通过信号发生器调整符号速率、滚降因子（如根升余弦滤波），模拟不同信道条件。
二、分析信号特性与传输环境
- 带宽与数据速率
- 窄带信号（如音频、低速遥测）：选择AM、FM、BPSK等简单调制，降低设备复杂度。
- 宽带信号（如视频、高速数据）：采用QAM、OFDM等多载波调制，提升频谱效率。
- 示例：测试无人机图传系统时，若带宽有限，可优先选择16-QAM；若需高分辨率视频，则需升级至64-QAM或OFDM。
- 信道条件
- 高斯白噪声（AWGN）信道：选择BPSK、QPSK等抗噪声能力强的调制方式。
- 多径衰落信道：采用OFDM、MIMO-OFDM等抗多径技术，或结合分集接收（如Alamouti编码）。
- 频率选择性衰落：通过信号发生器插入多径时延（如100 ns~10 μs），测试均衡器性能。
- 功率效率要求
- 电池供电设备（如航天器、便携式终端）：选择低PAPR调制（如π/4-DQPSK、SC-FDMA），延长续航时间。
- 固定基站：可牺牲功率效率换取更高数据速率（如256-QAM）。
三、匹配系统架构与设备能力
- 发射端设计
- 线性放大器：支持高阶调制（如64-QAM），但需严格线性度校准。
- 非线性放大器（如Class-C）：仅适用于恒包络调制（如FM、GMSK），成本低但效率高。
- 示例：测试卫星通信终端时，若采用行波管放大器（TWTA），需选择CFSK或OQPSK等低峰均比调制。
- 接收端解调能力
- 相干解调：需精确载波同步（如QPSK、8-PSK），适合高信噪比场景。
- 非相干解调（如DPSK、FSK）：无需载波恢复，但性能略低，适合低成本或快速部署系统。
- 示例：测试航空电子设备时，若接收机采用非相干解调，需优先选择FSK或DPSK调制。
- 多天线技术（MIMO）
- 空间复用：采用高阶调制（如256-QAM）提升容量，需信号发生器支持多通道独立调制。
- 空间分集：使用相同调制方式（如QPSK）但不同编码，增强抗衰落能力。
- 示例：测试5G基站MIMO性能时，需同时生成4×4 MIMO的QPSK或16-QAM信号。
四、实际应用场景驱动选择
- 卫星通信
- 低轨卫星（LEO）：因多普勒频移大，需选择抗频偏能力强的调制（如GMSK、SOQPSK）。
- 高轨卫星（GEO）：信道稳定，可采用高阶调制（如8-PSK、16-APSK）提升吞吐量。
- 示例：测试星地链路时，若信道模型为AWGN+多普勒频移（±10 kHz），需选择GMSK调制并调整BT乘积（0.3~1.0）。
- 航空导航
- 仪表着陆系统（ILS）：采用AM调制传输方位和下滑道信息，需信号发生器支持精确幅度控制。
- 全球导航卫星系统（GNSS）：使用BPSK调制（如GPS L1 C/A码），需验证抗多径和抗干扰性能。
- 示例：测试飞机接收机时，需模拟GNSS信号的多径时延（0~300 ns）和载波相位噪声。
- 深空探测
- 极低信噪比（SNR）：选择低速率、强纠错的调制（如BPSK+卷积编码），结合长时间积分接收。
- 示例：测试火星探测器通信时，需生成Eb/N0低至-5 dB的BPSK信号，并验证Turbo码解码性能。
五、信号发生器功能验证
- 调制精度测试
- 误差矢量幅度（EVM）：测量实际调制信号与理想信号的矢量误差，要求EVM<3%（如5G NR测试）。
- 相位噪声：验证载波相位稳定性，尤其对相干解调系统（如QPSK）影响显著。
- 动态参数调整
- 符号速率变化：测试接收机跟踪能力（如从1 Msps突增至10 Msps）。
- 调制类型切换：验证系统在AM/FM/PM或QPSK/16-QAM间切换的时延和稳定性。
- 多调制格式支持
- 矢量信号发生器（VSG）：需支持标准调制（如LTE、Wi-Fi）及自定义调制（如用户定义星座图）。
- 任意波形发生器（AWG）：生成复杂调制信号（如OFDM+MIMO），但需外部软件定义波形。
六、典型案例与参数配置
- 案例1：5G基站测试
- 调制类型：256-QAM + OFDM
- 参数：子载波间隔30 kHz，符号时长32 μs，循环前缀（CP）2.34 μs
- 测试目标：验证基站对高阶调制的解调误码率（BER<10⁻⁶）
- 案例2：无人机数据链抗干扰测试
- 调制类型：FHSS + DSSS混合调制
- 参数：跳频速率1000 hops/s，扩频因子64
- 测试目标：评估系统在-80 dBm干扰下的通信可靠性
- 案例3：卫星通信终端多普勒补偿测试
- 调制类型：GMSK（BT=0.3）
- 参数：多普勒频移±5 kHz，加速度10 g
- 测试目标：验证终端载波跟踪环路（PLL）的锁定时间（<10 ms）
