信道仿真方法和信道仿真器技术

一种用于仿真由Ｍ个发射天线和Ｎ个接收天线形成的Ｍ×Ｎ个信道传输路径的信道仿真方法，所述方法包括：　　　　信道变化形成步骤，使用发射和接收天线的排列的信息形成Ｍ×Ｎ个信道的传输路径的每一个中的信道变化；以及　　　　信道变化加入步骤，将与所述Ｍ×Ｎ个信道相对应的信道变化加入Ｍ×Ｎ个信道的各自信号中。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种对多天线通信中的无线信道进行仿真的信道仿真方法，以及一种对多天线通信中的无线信道进行仿真以促进无线装置的开发的信道仿真器。
技术介绍
以往，在移动电话、移动电话的基站以及无线局域网(LAN)的移动终端(MT)和接入点(AP)的开发中，需要一种用于将无线信道仿真为在评价被开发装置的性能时所需环境的设备，即信道仿真器。通过将使用信道仿真器在被开发装置发射的信号中加入被仿真的衰落和接收机噪声而得到的传输特性与理论值或计算机仿真值相比较，就有可能判断被开发装置是否执行了预期的操作。此外，通过再现运行实验过程中的信道状态，能够分析被开发装置在实际传播环境中发生的故障。因此，通过信道仿真器的使用能够很容易地在室内对被开发装置的特性进行评价。图1显示的是现有信道仿真器的配置的实施例。在信道仿真器10中，被开发装置的发射系统40输出的发射信号通过了根据来自控制设备30的设置参数配置的多径信道。此时，通过各个路径中的信号被加入仿真衰落的幅度变化和相位变化(在下文中被称为“信道变化”)，并用各个路径的增益对信号进行加权。被信道仿真器10加入了信道变化的信号在被开发装置的接收系统50中被接收并解调，接着将解调后的信号输出到错误率测量器70。因此，通过观测由信道仿真器10加入各种信道变化而获得的错误率测量结果，就有可能评价被开发装置的发射系统40和接收系统50的性能。下面将描述信道仿真器10的一个具体构成。信道仿真器10与被开发装置的发射系统40相连接，发射系统40包括数字基带处理单元(数字BB处理单元)41、模拟基带处理单元(模拟BB处理单元)42和射频电路43。信道仿真器10还与被开发装置的接收系统50连接。接收系统50包括射频电路53、模拟BB处理单元52和数字BB处理单元51。此外，在图1中，除射频电路43和11之间以及射频电路20和53之间的连线外，每一条连线都代表包括I信道(同相，即复数的实部)和Q信道(正交，即复数的虚部)的两条基带信号线。在数据发生器60中生成的数字数据通过发射系统40的数字BB处理单元41、模拟BB处理单元42以及无线电路43被输入信道仿真器10。当被开发装置的发射系统40是CDMA(码分多址)的发射设备时，数字BB处理单元41是用于执行数字调制、扩频以及其它操作的单元，而当发射系统40是一个OFDM发射设备时，数字BB处理单元41是用于执行数字调制、傅立叶逆变换以及其它操作的单元。模拟BB处理单元42是一个数/模转换电路，射频电路43是一个用于执行上变频和信号放大等功能的单元。信道仿真器10包括射频电路11和模拟BB处理单元12，射频电路11用于执行与射频电路43相反的处理，也就是下变频等处理，模拟BB处理单元12包括模/数转换电路。信道仿真器10还使用射频电路11和模拟BB处理单元12将来自发射系统40的信号转换成数字基带信号。数字基带信号被输入到包括移位寄存器14和选择器15的多径信号发生单元13，并在其中形成多径信号。更具体地说，移位寄存器14按照一定的时间将每个输入到其中的数字基带信号移位，该时间是将路径的最大延迟时间除以模拟BB处理单元12的采样周期所获得的时间。选择器15从移位寄存器14在各移位级输出的信号中选择与路径数量相应的信号。此时，指示由控制设备30指定的路径数目和各路径的延迟时间的多径指示信号S1被输入到多径发生单元13，并且移位寄存器14和选择器15依照该多径指示信号S1进行操作。通过这种方式，多径发生单元13中的选择器15输出在多径环境下与各路径相对应的信号。与各路径相对应的信号被分别输出到瞬时变化(瑞利衰落)加入单元16中的各个复数乘法器A1到Ak。由频带受限的复高斯噪声发生单元(LGN)D1到Dk生成的复高斯噪声分别被提供到复数乘法器A1到Ak。此外，各频带受限的复高斯噪声发生单元(LGN)D1到Dk包括高斯白噪声发生单元和多普勒滤波器，并生成频带被限制在由控制设备30输入的最大多普勒频率S2范围内的高斯白噪声。通过这种方式，复数乘法器A1到Ak输出加入了瞬时变化的各路径的信号。加入了瞬时变化的路径信号被输出到形成短期间变化加入单元17的多个复数乘法器B1到Bk。与从控制设备30中指定的各路径对应的复增益S3被提供到各个复数乘法器B1到Bk中。因此，短期变化加入单元17输出带有屏蔽和距离变化的各路径信号。通过这种方式，在信道仿真器10中为各个路径形成带有由控制设备30指定的瞬时变化、屏蔽和距离变化的信号。并且，各路径的信号在加法器C1，C2，…中被相加，从而形成了能够反映信道变化的多径信号。多径信号被提供到加法器C3。并且在高斯白噪声生成单元(WGN)21中生成并在放大器22中被放大到由控制设备30所指定的噪声电平S4的高斯白噪声也被提供到加法器C3。利用这种方式，加法器C3在多径信号加入了接收器噪声。模拟BB处理单元19和射频电路20分别具有与发射系统40中的模拟BB处理单元42和射频电路43相同的构成，并对加入了信道变化和接收机噪声的数字BB信号执行数/模转换。随后，对转换后的信号执行无线处理，例如上变频和放大。信道仿真器10的输出信号被输入到被开发装置(接收系统)50中的射频电路53中。射频电路53具有自动增益控制(AGC)电路和自动频率控制(AFC)电路，用于补偿发射和接收之间的载波频率偏移以及输入电平变化。在模拟BB处理单元52中经过了模/数转换的信号被输出到数字BB处理单元51中。当被开发装置(接收系统)50是CDMA(码分多址)接收设备时，数字BB处理单元51用于执行数字解调、解扩以及其它处理。当系统50是OFDM接收设备时，数字BB处理单元51用于执行数字解调、傅立叶变换以及其它处理。被数字BB处理单元51处理后的信号输入到错误率测量器70中，该错误率测量器70测量信号的传输路径错误率。因此，在信道仿真器10中，将可能在发射信道中发生的多径和衰落变化仿真并加入从被开发装置的发射系统40得到的无线信号中，接着将所得的信号输入到被开发装置的接收系统50中，并测量在接收系统50中处理的信号的错误率特性，从而评价发射系统40和接收系统50的传输特性。最近几年中，作为能够实现大容量数据传输的技术，由MIMO(多输入多输出)和自适应阵列天线为代表的多天线技术引起了关注。例如，在使用MIMO技术的多天线设备中，为发射和接收系统设置多个天线。发射系统的各个天线分别发射不同的数据，接收系统执行传播路径估计等来对相互混合的信号进行分离，并且恢复成多个数据。在进行多天线设备的开发中，使用传统的信道仿真器的性能评价只能进行不充分的评价。换句话说，在发射端具有M个天线以及在接收端具有N个天线的多天线设备中，存在与M×N个信道数量相应的传输路径，但是传统的信道仿真器只允许在单个信道上进行测量。即使信道的数目增加，但还不足以评价性能取决于例如发射和接收天线的排列和各路径中的发射方向和到达方向等的空间信息的系统。另外，在仅增加信道数目的信道仿真器中，为了使用在运行实验中收集的信道数据来再现多信道，需要收集与在被开发装置和运行实验使用的数据收集设备的发射和接收天线的个数以及排列有关的所有信道和所有路径的数据，所以需要极大的存储器来存储数据，并本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：猪饲和则，今村大地，星野正幸，太田现一郎，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：