多天线系统的Nakagami信道m参数估测系统技术方案

本发明专利技术公开一种多天线系统的Nakagami信道m参数估测系统，本发明专利技术所述系统，包括信号生成模块，用于测试信号的产生、发射、接收与计算；估测控制模块，用于用脚本语言编写的连接控制终端和底层硬件的中间接口部分，对信号生成模块进行参数配置和m参数测试结果传递；用户界面模块，用于脚本语言编写的控制终端和用java编写的图形化用户界面，输入控制参数和动态显示m参数测试结果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及多天线无线通信网络领域，尤其涉及一种大空间跨度无线通信Nakagami信道m参数估测系统的设计。
技术介绍
随着无线用户对无线通信系统传输容量和稳定性要求的不断提升，在下一代(5G)无线通信技术中，多天线系统由于其卓越的性能优势将会得到广泛的应用。相较于单天线系统，多天线系统能够通过合理搭配利用分集增益和复用增益，再根据通信场景的特点结合波束成形技术定向馈能量，达到大幅度地提高信息传输速率和误码率性能的目标。虽然多天线系统能够带来种种增益，它同时也对信道建模等方面提出了更多的要求。相较于前几代通信系统，在下一代通信系统中，由于用户具有高移动性，因而在短时间内通信场景的变化较快，传统的单纯采用瑞利或者莱斯模型建模底层信道模型的方式将会因为失去一般性而变得不适合。纳卡伽米(Nakagami)分布能够建模的场景不仅涵盖了瑞利和莱斯分布能够刻画的场景，还能够刻画除此之外的一些其他信道状态。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供一种用于多种通信场景下大空间跨度多天线无线通信系统的Nakagami信道m参数估测。为达到上述专利技术目的，本专利技术多天线系统的Nakagami信道m参数估测系统，包括m参数估计硬件电路、m参数估计算法软件终端、用计算机脚本语言编写的连接m参数估计算法软件终端和m参数估计硬件电路的软件控制硬件接口，其中，m参数估计硬件电路，用于测试信号的产生、发射、接收与Nakagami信道m参数估测；m参数估计算法软件终端，包括matlab模块、图形化用户界面、FPGA控制模块，所述matlab模块，用于输入m参数估计算法以及m参数估计算法的控制参数，并将输入的m参数估计算法以及m参数估计算法的控制参数经软件控制硬件接口输出至m参数估计硬件电路；FPGA控制模块，输入FPGA控制参数，并将输入的FPGA控制参数输出至m参数估计硬件电路；图形化用户界面，用于输入和动态显示m参数估计硬件电路经软件控制硬件接口输出的Nakagami信道m参数估测结果；软件控制硬件接口，用于对m参数估计硬件电路进行参数配置和m参数测试结果传递；所述的多天线系统的Nakagami信道m参数估测系统的测试方法包括：S1在minibee硬件平台上centos操作系统中搭建matlab、Xilinx和BPS的开发平台；S2根据Nakagami信道m参数估计算法的需要设计m参数估计硬件电路；S3FPGA文件编译；S4根据所设计的m参数估计硬件电路，设置存储器初始值、设计软件控制硬件接口，并用脚本语言将所有软件操作集成到一个main脚本中，使软件运行一键化；S5通过matlab运行编写好的无线通信nakagami信道m参数估测算法，对Nakagami信道m参数估测算法进行验证，并将验证结果经图形化用户界面输出。进一步地，所述的m参数估计硬件电路，包括FPGA硬件电路以及与所述FPGA硬件电路连接的射频电路。进一步地，所述软件控制硬件接口包括：参数控制接口，连接在matlab模块与FPGA硬件电路之间，matlab模块输出的m参数估计算法运行参数经所述参数控制接口输入至FPGA硬件电路；输入数据接口，连接在matlab模块与m参数估计硬件电路之间，matlab模块输出的m参数估计算法经所述输入数据接口输出至FPGA硬件电路；输出数据接口，连接在m参数估计硬件电路与图形化用户界面之间，m参数估计硬件电路输出的m参数测试结果经所述输出数据接口输出至图形化用户界面；将m参数估计算法、估测数据输入至FPGA硬件电路以及将Nakagami信道m参数估测结果由m参数估测硬件电路输出；FPGA配置接口，连接在FPGA控制模块与FPGA硬件电路之间，FPGA控制模块输出的FPGA配置参数经由所述FPGA配置接口输入至FPGA硬件电路；硬件配置接口，连接在matlab模块与射频电路之间，matlab模块输出的射频电路的配置参数经由所述硬件配置接口输入至射频电路。具体地，所述的S1具体包括：按照以下顺序安装指定版本的能在centos系统中运行的软件：matlabR2013a、Xilinx13.4、BPSv45；采用“tar”指令解压压缩文件然后通过“./”进行安装，或者采用“mnt”指令挂载镜像文件再通过“./”进行安装；软件安装成功后，将Xilinx13.4和matlabR2013a进行关联，关联成功后需按照如下步骤打开terminal窗口设置环境变量：$vim～/.bashrc#添加环境变量到.bashrc中source{xilinx_installation_location本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多天线系统的Nakagami信道m参数估测系统，其特征在于，包括m参数估计硬件电路、m参数估计算法软件终端、用计算机脚本语言编写的连接m参数估计算法软件终端和m参数估计硬件电路的软件控制硬件接口，其中，m参数估计硬件电路，用于测试信号的产生、发射、接收与Nakagami信道m参数估测；m参数估计算法软件终端，包括matlab模块、图形化用户界面、FPGA控制模块，所述matlab模块，用于输入m参数估计算法以及m参数估计算法的控制参数，并将输入的m参数估计算法以及m参数估计算法的控制参数经软件控制硬件接口输出至m参数估计硬件电路；FPGA控制模块，输入FPGA控制参数，并将输入的FPGA控制参数输出至m参数估计硬件电路；图形化用户界面，用于输入和动态显示m参数估计硬件电路经软件控制硬件接口输出的Nakagami信道m参数估测结果；软件控制硬件接口，用于对m参数估计硬件电路进行参数配置和m参数测试结果传递；所述的多天线系统的Nakagami信道m参数估测系统的测试方法包括：S1在minibee硬件平台上centos操作系统中搭建matlab、Xilinx和BPS的开发平台；S2根据Nakagami信道m参数估计算法的需要设计m参数估计硬件电路；S3FPGA文件编译；S4根据所设计的m参数估计硬件电路，设置存储器初始值、设计软件控制硬件接口，并用脚本语言将所有软件操作集成到一个main脚本中，使软件运行一键化；S5通过matlab运行编写好的无线通信nakagami信道m参数估测算法，对Nakagami信道m参数估测算法进行验证，并将验证结果经图形化用户界面输出。...

【技术特征摘要】
1.一种多天线系统的Nakagami信道m参数估测系统，其特征在于，包括m参数估计硬件
电路、m参数估计算法软件终端、用计算机脚本语言编写的连接m参数估计算法软件终端和m
参数估计硬件电路的软件控制硬件接口，其中，
m参数估计硬件电路，用于测试信号的产生、发射、接收与Nakagami信道m参数估测；
m参数估计算法软件终端，包括matlab模块、图形化用户界面、FPGA控制模块，
所述matlab模块，用于输入m参数估计算法以及m参数估计算法的控制参数，并将输入
的m参数估计算法以及m参数估计算法的控制参数经软件控制硬件接口输出至m参数估计硬
件电路；
FPGA控制模块，输入FPGA控制参数，并将输入的FPGA控制参数输出至m参数估计硬件电
路；
图形化用户界面，用于输入和动态显示m参数估计硬件电路经软件控制硬件接口输出
的Nakagami信道m参数估测结果；
软件控制硬件接口，用于对m参数估计硬件电路进行参数配置和m参数测试结果传递；
所述的多天线系统的Nakagami信道m参数估测系统的测试方法包括：
S1在minibee硬件平台上centos操作系统中搭建matlab、Xilinx和BPS的开发平台；
S2根据Nakagami信道m参数估计算法的需要设计m参数估计硬件电路；
S3FPGA文件编译；
S4根据所设计的m参数估计硬件电路，设置存储器初始值、设计软件控制硬件接口，并
用脚本语言将所有软件操作集成到一个main脚本中，使软件运行一键化；
S5通过matlab运行编写好的无线通信nakagami信道m参数估测算法，对Nakagami信道m
参数估测算法进行验证，并将验证结果经图形化用户界面输出。
2.根据权利要求1所述的多天线系统的Nakagami信道m参数估测系统，其特征在于，所
述的m参数估计硬件电路，包括FPGA硬件电路以及与所述FPGA硬件电路连接的射频...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈徐洪，刘善赟，樊平毅，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11