1. 数学模型与算法实现

• 多普勒频移计算： 多普勒频移可以通过以下公式计算：
  $$f_d=\frac{v}{c}\cdot f_c$$
  其中：
  • $f_d$ 是多普勒频移（Hz）；
  • $v$ 是相对速度（m/s），正值表示接近，负值表示远离；
  • $c$ 是光速（约 $3\times 10^8$ m/s）；
  • $f_c$ 是载波频率（Hz）。
• 动态频移模拟： 信令测试仪可以根据预设的相对速度和载波频率，动态调整信号的频率。例如，当模拟卫星或高速列车场景时，测试仪会根据卫星或列车的速度和方向，实时计算并应用多普勒频移。

2. 硬件与软件支持

• 硬件资源： 信令测试仪需要具备高性能的数字信号处理（DSP）模块和射频（RF）前端，以支持实时的频移处理。例如，罗德与施瓦茨的CMX500信令测试仪具备强大的DSP能力，可以精确模拟多普勒效应。
• 软件功能： 测试仪的软件通常提供了多普勒效应模拟的配置界面，用户可以输入相对速度、载波频率等参数。软件会根据这些参数实时调整信号的频率和相位。

3. 场景模拟与参数配置

• 预设场景： 信令测试仪通常提供了多种预设的多普勒效应场景，例如：
  • LEO卫星通信：模拟低地球轨道（LEO）卫星与地面站之间的通信，相对速度可达7.8 km/s。
  • 高速列车通信：模拟高速列车（如350 km/h）与基站之间的通信。
  • 无人机通信：模拟无人机在不同飞行速度下的通信。
• 自定义参数： 用户可以根据实际测试需求，自定义多普勒效应的参数，包括：
  • 相对速度：输入卫星、车辆或无人机的相对速度。
  • 载波频率：选择测试信号的载波频率。
  • 运动方向：设置信号源是接近还是远离接收器。

4. 实时动态调整

• 动态跟踪： 在模拟过程中，信令测试仪可以实时跟踪相对速度的变化，并动态调整多普勒频移。例如，在卫星过境测试中，测试仪会根据卫星的轨道参数和地面站的位置，实时计算并应用多普勒频移。
• 实时反馈： 测试仪可以实时显示多普勒频移的数值，并提供频谱图或时域图，帮助用户直观地观察多普勒效应。

5. 实际应用案例

• 5G NTN测试： 罗德与施瓦茨的CMX500信令测试仪已经成功应用于5G NTN（非地面网络）测试中，模拟LEO卫星通信场景的动态多普勒效应。
• 高速铁路通信测试： 信令测试仪可以模拟高速列车在不同速度下的通信场景，帮助测试5G网络在高速移动环境下的性能。