信道仿真器和无线设备评价方法技术

技术编号:3439786 阅读:152 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种信道仿真器,用于评价作为被开发装置的无线设备的单径信道特性,其特征在于包括:    输入部件,将设置在所述被开发装置的发射系统中的数字基带处理部的输出信号输入;以及    接收机噪声加入部件,对于通过所述输入部件输入的信号,一边保持整体信号电平恒定一边将模拟了因衰落引起的SNR变化的接收机噪声加入。(*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用于模拟无线信道以对无线设备进行评价的信道仿真器,以及评价该无线设备的方法。
技术介绍
通常,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,需要一种模拟无线信道的装置即信道仿真器,来作为被开发装置性能评价的环境。通过将使用信道仿真器在被开发装置发射的信号中加入模拟的衰落和接收机噪声而得到的发射特性与理论值或计算机仿真值相比较,就可以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,就可以分析被开发装置在实际传播环境中发生的故障。因此,通过使用信道仿真器,能够很容易地在室内对被开发装置的性能进行评价。图1显示的是现有信道仿真器结构的例子。信道仿真器10,使被开发装置的发射系统40输出的发射信号通过根据来自控制设备30的设定参数而设置的多径信道。此时,通过各个路径中的信号被加入模拟了衰落的振幅变化和相位变化(在下文中被称为“传播路径变化”),并用各个路径的增益进行加权,接着将接收机噪声加入最终的信号中。被信道仿真器10加入了传播路径变化和接收机噪声的信号,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仪器70。因此,通过观测在通过信道仿真器10加入各种传播路径变化和接收机噪声时的错误率测量结果,就可以对被开发装置的发射系统40和接收系统50的性能进行评价。下面将对信道仿真器10的一种具体结构进行说明。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(90度相移,即复数的虚部)的两条基带信号线。在数据发生器60中产生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以及射频电路43被输入到信道仿真器10。当被开发装置的发射系统40是CDMA(码分多址)发射设备时,数字BB处理单元41就是用于执行数字调制、扩频以及其它操作的部件,而当发射系统40是OFDM(正交频分复用)发射设备时,数字BB处理单元41则是用于执行数字调制、傅立叶逆变换以及其它操作的部件。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部件。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,模拟BB处理单元12包括模/数转换电路。信道仿真器10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在各移位阶段输出的信号中选择与路径数量相应的信号并输出。在该处,表示由控制设备30指定的路径数目和各路径的延时的多径指示信号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之一中。复数乘法器A1到Ak分别被加入由限制频带的复数高斯噪声发生单元(LGN)D1到Dk产生的复数高斯噪声。此外,各限制频带的复数高斯噪声发生单元(LGN)D1到Dk包括高斯白噪声发生单元和多普勒滤波器,并产生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各自的信号。加入了瞬时变化的路径信号被输出到形成短/长期间变化加入单元17的多个复数乘法器B 1到Bk。与由控制设备30指定的各路径对应的复数增益S3被加入到各个复数乘法器B1到Bk中。因此,短/长期间变化加入单元17输出带有屏蔽(シャドゥィング)或距离变化的各路径的信号。通过这种方式,在信道仿真器10中以各个路径为单位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,各路径的信号通过加法器C1,C2,...被全部相加,从而形成了能够反应传播路径变化的多径信号。信道仿真器10具有向多径信号中加入接收机噪声的接收机噪声加入单元18。在此,接收机噪声加入单元18在多径信号中加入由控制设备30指定的噪声电平为S4的白噪声。实际上,接收机噪声加入单元18通过放大器22将白噪声发生单元21产生的白噪声电平调节为噪声电平S4,通过加法器23将调节后的噪声加入多径信号中,来加入接收机噪声。在仿真单径信道时,多径信号发生单元13仅产生单个路径的信号,对于该信号由加法器23加入接收机噪声而无需通过复数乘法器A1和B1加入衰落变化。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相同的结构,并将加入了传播路径变化和接收机噪声的数字BB信号进行数/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/接收端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是码分多址(CDMA)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。经数字BB处理单元51处理后的信号被输入到错误率测量仪器70中,由该错误率测量仪器70测量信号的信道错误率。因此,在信道仿真器10中,通过模拟在信道中可能会发生的多径、衰落变化和接收机噪声并将其加入通过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,并测量经接收系统50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。如上所述,在现有的信道仿真器中,在被开发装置的发射系统和接收系统已完成到一定程度的状态下,在发射系统输出的无线信号中加入模拟的传播路径变化和接收机噪声之后,作为无线信号输出到接收系统,接着测量经过接收系统的接收处理后获得的数据的错误率,由此来评价被开发装置的性能。然而,现有的信道仿真器是以除被开发装置的数字基带处理单元41和51以外,模拟基带处理单元42和52及射频电路43和53都完成到可操作状态为前提的。尤其是由于接收系统50中的射频电路53的开发不进展到操作可能的状态,就无法执行AGC控制和AFC控制,因此无法本文档来自技高网...

【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:

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