任意多普勒功率谱的无线衰落信道模拟装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种任意多普勒功率谱的无线衰落信道模拟装置及方法，其中装置包括相互对称的下行链路与上行链路模拟装置，所述上行链路模拟装置包括PC机用户交互单元，信道参数处理单元，信道产生叠加单元，信号输入单元以及信号输出单元。本发明专利技术提出的信道模拟器具有通用性，不仅支持当前无线信道标准定义的多种多普勒功率谱，同时支持用户自定义的任意多普勒功率谱形状，本发明专利技术提出的信道模拟器支持不同形状多普勒功率谱的动态时间平滑演进。

A wireless fading channel simulation device and method for arbitrary Doppler power spectrum

The invention discloses an arbitrary Doppler power spectrum of the wireless fading channel simulation device and method, wherein the device comprises a downlink and uplink symmetrical simulation device, the uplink simulation device includes a PC user interaction unit, processing unit, channel parameters, channel superposition unit, signal input unit and a signal output unit. Channel simulator provided by the invention is universal, a variety of Doppler power supports not only define the current wireless channel standard spectrum, the arbitrary shape of Doppler power at the same time support user-defined spectrum, channel simulator provided by the invention supports dynamic time smooth evolution of different shape Doppler power spectrum.

【技术实现步骤摘要】
任意多普勒功率谱的无线衰落信道模拟装置及方法
：本专利技术涉及一种任意多普勒功率谱的无线衰落信道模拟装置及方法，属于无线信息传输领域，特别针对任意散射环境下具有不同多普勒功率谱形状的无线衰落信道的模拟装置及产生方法。
技术介绍
：在无线通信系统中，无线衰落信道是重要组成部分，具有极高的随机性和复杂性。为了研究无线通信系统在不同传输环境下的性能，进行大量的外场实验往往要花费大量的时间和成本。一种更加切实可行的方法是利用信道模拟器来模拟复杂的电波传输环境，以此评估无线通信系统的性能。无线通信在传输过程中往往会有多径效应，电波在接收器处相互叠加。由于发射器与接收器间的相对运动导致部分电波的多普勒频移。不同波的多普勒频移互相叠加得到多普勒频率的一个连续谱，称为多普勒功率谱。不同场景下由于电磁波到达接收器的入射角的不同，多普勒功率谱密度往往是不同的。一般情况下我们假设到达角是均匀分布的，多普勒功率谱为Jakes功率谱。但由于散射环境的复杂性，多普勒功率谱往往不一定符合Jakes功率谱形状。例如，远回声的多普勒功率谱密度已经大大偏离了Jakes功率谱形状，航空信道的多普勒功率谱具有高斯形状。此外本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种任意多普勒功率谱的无线衰落信道模拟装置，包括相互对称的下行链路与上行链路模拟装置，其特征在于：所述上行链路模拟装置包括PC机用户交互单元(1‑1)，信道参数处理单元(1‑2)，信道产生叠加单元(1‑3)，信号输入单元(1‑4)以及信号输出单元(1‑5)；所述PC机用户交互单元(1‑1)与信道参数处理单元(1‑2)相连，PC机用户交互单元(1‑1)包括参数设置模块(1‑6)和参数计算模块(1‑7)，用户选择根据场景需要预先设置好不同时刻的多普勒功率谱形状，参数计算模块(1‑7)根据用户的设置，计算不同时刻的信道参数，通过PCIE总线实时的传输到信道参数处理单元(1‑2)；所述信道参数处理单元...

【技术特征摘要】
1.一种任意多普勒功率谱的无线衰落信道模拟装置，包括相互对称的下行链路与上行链路模拟装置，其特征在于：所述上行链路模拟装置包括PC机用户交互单元(1-1)，信道参数处理单元(1-2)，信道产生叠加单元(1-3)，信号输入单元(1-4)以及信号输出单元(1-5)；所述PC机用户交互单元(1-1)与信道参数处理单元(1-2)相连，PC机用户交互单元(1-1)包括参数设置模块(1-6)和参数计算模块(1-7)，用户选择根据场景需要预先设置好不同时刻的多普勒功率谱形状，参数计算模块(1-7)根据用户的设置，计算不同时刻的信道参数，通过PCIE总线实时的传输到信道参数处理单元(1-2)；所述信道参数处理单元(1-2)与信道产生叠加单元(1-3)相连，所述信道参数处理单元(1-2)包括参数缓存模块(1-8)、参数内插模块(1-9)以及参数随机游走模块(1-10)，所述参数缓存模块(1-8)用于缓存PCIE总线传输的信道参数，参数随机游走模块(1-10)对信道参数施加一个随机的微小偏移，参数内插模块(1-9)对每一组信道参数进行线性内插；所述信道产生叠加单元(1-3)包括第一时延(1-14)、第二时延(1-15)和信道衰落产生模块(1-16)，所述第一时延(1-14)、第二时延(1-15)对两路基带信号延时产生多径信号，所述信道衰落产生模块(1-16)接收信道参数处理单元(1-2)的信道参数产生两路正交的多径衰落信道；所述信号输入单元(1-4)包括下混频(1-11)、模数转换(1-12)和下变频(1-13)，信号输入单元(1-4)用于将模拟的射频信号转换为基带的数字信号进入信道产生叠加单元(1-3)；所述信号输出单元(1-5)包括上变频(1-17)、数模转换(1-18)和上混频(1-19)，信号输出单元(1-5)用于将信道产生叠加单元(1-3)输出的数字基带信号转换为射频信号输出。2.一种任意多普勒功率谱的无线衰落信道模拟方法，其特征在于：包括如下步骤第一步，用户在PC机用户交互单元(1-1)设置参数，参数计算模块(1-7)根据输入的参数计算信道参数并进行定点量化得到硬件所需的信道参数；第二步，PC机用户交互单元(1-1)通过PCIE总线实时的将每一时刻的信道参数传输到信道参数处理单元(1-2)的参数缓存模块(1-8)中；第三步，参数缓存模块(1-8)中存储的信道参数经过参数内插模块(1-9)和参数随机游走模块(1-10)后传输给信道衰落产生模块(1-16)；第四步，信号输入单元(1-4)将射频输入的模拟信号通过下混频(1-11)得到中频信号，经过模数转换(1-12)、下变频(1-13)转换为两路基带数字信号，转换后的数字基带信号经过时延后与信道衰落产生模块(1-16)产生的多径衰落卷积得到具有衰落特性的信号；第五步，信道产生叠加单元(1-3)输出的复基带信号经过上变频(1-17)转换为中频信号，经过数模转换(1-18)和上混频(1-19)转换为射频信号输出。3.如权利要求2所述的任意多普勒功率谱的无线衰落信道模拟方法，其特征在于：第一步中具体方法如下：(11)若用户直接输入多普勒功率谱密度S(f)则进行步骤(12)，若用户没有直接输入多普勒功率谱密度S(f)，则根据用户输入的多普勒功率谱形状和最大多普勒频移fmax确定多普勒功率谱密度S(f)；(12)将多普勒功率谱密度S(f)围成的面...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱秋明，赵智全，毛开，陈小敏，杨志强，张小飞，虞湘宾，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32