软件定义无线信道仿真:艾默生推出高级信道仿真系统软件NI CHESS

软件定义世界

【外媒，2026.04】在科罗拉多州举办的2026年太空研讨会会议上，艾默生宣布推出NI信道仿真系统软件（CHESS）平台，该平台引入了一种全新的软件定义方法，使航空航天和国防团队能够在实验室中完全验证关键任务射频（RF）链路，无需承担传统现场测试的成本、风险和后勤难题。

NI CHESS是一款高保真射频信道仿真平台，可与NI PXI矢量信号收发器（VST）硬件配合使用，实时重现逼真、动态的射频环境。该平台专为航空航天、卫星和国防通信系统而设计，使工程师能够在可控、可重复的条件下测试复杂的地对轨、地对空和机载链路。

NI CHESS将基于模型的仿真与硬件在环（HIL）执行相结合，通过高速现场可编程门阵列（FPGA）协同处理和第三方场景工具，实时传输射频损伤，包括多普勒频移、多径衰落、路径损耗和干扰。这使得团队能够更早发现问题、更快实现任务就绪，并通过在实验室中实现更早的问题检测和可重复验证，显著减少对最新现场测试的依赖，帮助团队避免现场测试活动中常见的后勤负担、返工和延误。

与传统受限于简化信道近似的测试方法不同，NI CHESS可实现逼真的射频行为仿真，并能随着系统复杂性的增加而适应。其多通道、宽带架构支持先进的航空航天和卫星系统，且无需重新设计现有测试设置。

艾默生航空航天与国防射频测试验证系统总监克里斯·贝恩克（Chris Behnke）表示：“现代航空航天通信系统正变得越来越复杂，而现场测试的成本越来越高，限制也越来越多。NI CHESS为工程师提供了一种实用的方法，可在实验室中使用逼真的条件尽早且频繁地验证关键任务射频性能，使团队能够更快推进工作、降低风险并控制成本，同时不牺牲真实性。”

由于NI CHESS基于软件，且可直接与现有的NI PXI射频基础设施集成，因此团队可以快速部署该平台，同时提升当前实验室投资的价值，并扩大测试覆盖范围和能力。主要特点与优势：

实时独立控制射频信道参数
将基于模型的仿真与硬件在环相结合，实现可重复的实验室级测试
可与NI PXI高速串行仪器配合使用，仿真发射和接收信道参数
支持评估多普勒、延迟、损耗、损伤和干扰
可与第三方和定制软件集成，用于场景生成和轨道仿真
采用商用现货（COTS）硬件和基于软件的架构，便于灵活部署
通过增加通道和提高瞬时带宽/数据流实现快速扩展
基于模块化PXI Express平台运行，适用于同步多通道测试系统

信道仿真系统软件解决方案

研发新一代射频通信硬件的工程师，需要在设备部署前，通过可靠方式模拟真实工作环境。本方案将基于模型的仿真与硬件在环（HIL）测试相结合，可输出确定性、可复现的测试结果，精准评估系统性能。信道仿真系统软件（CHESS）可搭建实时仿真环境，让射频系统在设计与测试全流程中，模拟真实信道条件运行。

（1）CHESS 概述

CHESS整合高性能硬件、基于 FPGA 的处理技术与软件 IP，可在复杂射频环境中仿真信道特性。方案采用矢量信号收发仪（VST）对接被测系统，通过 FPGA 实时加载信道参数。作为NI InstrumentStudio插件，CHESS 可简化配置流程，工程师可直接设置参数、加载自定义配置文件，并对接第三方仿真工具生成测试场景。CHESS 能实时更新 FPGA 参数，即时应用于实时数据流。搭配 NI 其他方案时，CHESS 可支持端到端链路全仿真、高级射频仿真，以及数据链路接收机 / 记录仪验证。此外，工程师可选用 NI 数据链路测试框架（DLTF，另一款基于 VST 的方案）作为扩展组件，将自定义模型直接集成到 FPGA 协处理器，实现深度定制化。

在环信道仿真的射频至 IQ 信号通路

（2）真实环境下的射频系统验证

现代通信系统需满足航空航天、卫星、机载场景下日益增长的高带宽数据需求。随着蜂窝网络与卫星网络融合，设备可在复杂多变的严苛环境中实现更流畅的连接。这类平台必须满足严苛的可靠性标准，通信链路一旦中断，可能导致关键任务数据失效。设备部署后维护难度大、成本高，因此提前仿真可能影响性能的真实信道现象至关重要。在部署前复现这些环境，可提升通信链路可靠性，确保关键任务系统按设计正常运行。

地面、空中、轨道通信链路真实信号损伤示例

（3）解决方案：信道仿真系统软件

面向现代通信链路的可扩展射频测试平台：该射频测试平台，助力工程团队更高效、规模化、高可靠地解决各类通信链路测试难题。平台基于NI PXI与矢量信号收发仪（VST）架构打造，具备行业领先的带宽、高通道密度、优异的流传输性能与信号保真度。通过在单一软件定义平台中整合验证与参数测试功能，企业可降低复杂度、简化工作流程，打造适配技术迭代的测试环境。

NI 信道仿真系统软件（CHESS）为该平台扩展了强大的场景化测试能力，可评估通信链路在真实可复现条件下的运行性能。CHESS 将 NI 商用现货（COTS）硬件与灵活的软件抽象层结合，可模拟现场场景中的多普勒效应、衰落特性、路径损耗、干扰及其他动态因素。其可自定义测试场景、支持第三方 IP 的特性，使其成为航空航天、卫星、空对地、空对空系统验证的通用工具。

搭载 InstrumentStudio 插件的 CHESS 软件

射频平台与矢量信号收发仪（VST）技术，可满足各类链路测试应用所需的性能、带宽与扩展性。CHESS 在此基础上，适配现代空对地、空对空、太空通信的独特需求。二者结合，为工程团队提供面向未来的解决方案，助力加速研发、降低风险，自信推出高性能系统。无论面向地面、机载还是天基系统，我们都能提供所需性能与灵活性，复现真实射频环境，更高效地提前完成复杂设计验证。核心优势如下：

确定性、可复现的验证：融合模型化仿真与硬件在环测试，输出实验室级可复现测试结果。
全面真实场景覆盖：仿真高多普勒、多径衰落、路径损耗、干扰、加性高斯白噪声（AWGN）、线性失真等真实信道损伤。
灵活的仪器级平台：FPGA承载信道参数且支持实时更新，实现低延迟、高保真信道仿真；用户可扩展 FPGA 协处理器，支持自定义模型与代码，适配专用测试场景。
加速研发、降低成本：提前发现问题，减少现场故障与返工，缩短研发周期。
统一集成与验证：统一团队与供应商的测试参数，确保系统集成时子系统验证一致性。
工程师实用功能：宽频率覆盖与带宽（30MHz–26.5GHz，2GHz 瞬时带宽），最多 4 个射频端口，适配现代宽带应用；射频系统与仿真环境实时交互，确保测试贴合实际运行时序与行为；通过自定义场景与第三方插件，复现各类空对空、空对地、卫星、机载环境。
精准射频链路评估：搭配 VST、NI LabVIEW、NI RFmx，提供仪器级测量能力。
高性价比测试方案：实验室仿真替代耗时昂贵的现场测试，尤其适配偏远、难部署场景；在长寿命卫星与机载系统中，提前验证新组件兼容性与可靠性。
易集成、易自动化：支持多种配置模式、触发选项，提供图形界面与 gRPC API，便于系统自动化、控制与现有工作流集成。

（4）自定义与第三方 IP 支持

CHESS 通过自定义 IP 与第三方插件，简化航空航天与卫星测试场景创建。其基于gRPC的现代接口，可跨操作系统、编程语言、外部工具链无缝集成，轻松接入专属 / 商用环境的定制模型或任务剖面。这种开放互操作设计（含 Ansys STK等工具直连），让工程师低成本搭建高真实度、面向任务的信道环境。

基于 Ansys STK 第三方插件的用户自定义示例

自定义 IP 与第三方插件，可快速创建航空航天与卫星测试场景。
灵活的数据流支持动态、多径、时变信道场景开发，适配高级系统验证。
无缝导入专属 / 外部工具的客户定制 IP，实现定制化测试。
直接集成 Ansys STK，简化场景生成与互操作。

（5）全生命周期支持

提前解决研发难题：CHESS 可在研发早期识别问题，助力团队在现场验证前交付更成熟、可靠的产品。这种主动式方案可缩短研发周期，大幅降低整体测试成本。对于部署在偏远、难接入环境的系统，现场测试难度大、资源消耗高。CHESS 提供可控、高精度的实验室环境，工程师可在原型机进入实地试验前，完成早期评估。作为实验室级方案，它是替代耗时昂贵现场测试的灵活、高性价比、可靠选择。

简化系统集成：在系统集成阶段，利用 CHESS 仿真的射频环境，验证各子系统在多样运行条件下的功能正常性。这种统一验证对多机构协作项目尤为重要，可统一测试参数、确保符合共享规范。CHESS 通过部署前确认子系统性能，提升最终产品质量。卫星与机载射频系统的使用寿命远长于普通商用设备，因此在现役长寿命系统中安装新组件前，CHESS 对验证兼容性至关重要。

（6）CHESS 核心特性