一种lognormal信道模型验证系统技术方案

一种lognormal信道模型验证系统，包括信号发生器、无线信道模拟器、网络分析仪、信道估计处理器和信道验证模块，信号发生器、无线信道模拟器、网络分析仪、信道估计处理器和信道验证模块依次单向连接，信号发生器还直接与信道估计处理器单向连接；信号发生器、无线信道模拟器、网络分析仪和信道估计处理器主要用于获取信道数据，信道验证模块主要用于对获取的信道数据进行验证。本发明专利技术可以方便、简单地对信道仿真模拟器产生的信道数据是否服从lognormal分布做出判断，有效验证了lognormal信道模拟仿真器的模型是否准确，为信道估计等信道研究做了铺垫，为接收端准确有效地提取发送数据提供了保障。

A lognormal channel model verification system

A lognormal channel model verification system, including signal generator, wireless channel simulator, network analyzer, channel estimation processor and channel verification module, signal generator, wireless channel simulator, network analyzer, channel estimation processor and channel verification module are connected in turn, and the signal generator is also straight. The signal generator, the wireless channel simulator, the network analyzer and the channel estimation processor are mainly used to obtain the channel data, and the channel verification module is mainly used to verify the acquired channel data. The invention can easily and simply judge whether the channel data generated by the channel simulation simulator obeys the lognormal distribution, effectively verifies the accuracy of the model of the lognormal channel simulation simulator, pave the way for channel estimation and other channel research, and provide the guarantee for the receiver to extract the transmitted data accurately and efficiently.

【技术实现步骤摘要】
一种lognormal信道模型验证系统
本专利技术涉及一种无线通信信道模型验证的方法，特别涉及一种lognormal信道模型验证系统。
技术介绍
信道模拟是无线通信中一个重要的任务，是对无线通讯环境做出有效评估以及保证接收端是否能准确解调出发射数据的重要的前提，尤其在一些复杂的通讯环境中，例如导弹、卫星、无人机、飞船、海面、民用通信等复杂通讯条件，信道模拟是一个不可缺少的环节。而在lognormal信道模拟仿真器中，信道的建模的正确性和准确性显得尤为重要。在传统方法中，一般为从视觉直观上观察模拟的信道数据是否服从对数正太分布，具有较大的误差性和武断性。因此，从数理统计的角度，以信道模拟仿真器作为背景，定量地提出一种简单通用的lognormal信道模型验证系统，对lognormal信道模拟的研究和接收端准确有效地提取发送数据具有重要的意义。
技术实现思路
为了解决无线通信lognormal信道模拟仿真器中信道模型的验证问题，本专利技术提供一种验证简单方便、可靠的lognormal信道模型验证系统。本专利技术解决上述技术问题采用的技术方案是：一种lognormal信道模型验证系统，包括信号发生器、无线信道模拟器、网络分析仪、信道估计处理器和信道验证模块，信号发生器、无线信道模拟器、网络分析仪、信道估计处理器和信道验证模块依次单向连接，信号发生器还直接与信道估计处理器单向连接。信号发生器、无线信道模拟器、网络分析仪和信道估计处理器主要用于获取信道数据，信道验证模块主要用于对获取的信道数据进行验证。信号发生器用于产生测试信号Xinput，并传输至无线信道模拟器；无线信道模拟器用于产生lognormal信道数据X，无线信道模拟器接收信号发生器产生的测试信号Xinput后，将获得的测试信号Xinput与lognormal信道数据X进行点乘，并叠加高斯噪声，最终输出信号Xoutput，并传输至网络分析仪。网络分析仪主要用于将获得的输出信号Xoutput进行降噪等预处理，获得降噪预处理后的数据Xoutput-d，方便信道估计处理器获取信道估计数据的操作运行。信道估计处理器接收从信号发生器传输过来的测试信号Xinput和从网络分析仪传输过来的数据Xoutput-d，利用Xoutput-d/Xinput计算信道的估计数据Xen，并将信道估计数据Xen传输至信道验证模块；对于Xen，下标e表示标记该数据为获得的信道估计数据，n为获得的信道估计数据的数量，取正整数；信道验证模块接收从信道估计处理器传输过来的信道估计数据Xen，对信道估计数据Xen进行验证。通过信道验证模块对信道估计数据Xen进行验证的详细步骤如下：步骤1.利用公式(1)和(2)计算信道估计数据的对数均值u与对数标准差σ；其中，上式中n为获得的信道估计数据的数量，i为当前信道估计数据的序号，1≤i≤n。步骤2.利用理论lognormal信号分布的理想概率密度函数fideal，计算理想lognormal分布的累积分布函数Fideal：Fideal＝∫fidealdx(4)，式中，x表示信道估计数据包络的幅值。步骤3.求公式(3)的二次微分，即令公式(5)等于零，得到理想概率密度函数的拐点χ1与χ2，即式中，u表示信道估计数据的对数均值。σ表示信道估计数据的对数标准差。因此，拐点χ1对应的理想信道统计比例ρideal_1与拐点χ2对应的理想信道统计比例ρideal_2为步骤4.计算要验证的信道估计数据Xen中小于χ1的数据占全部信道长度的比例ρ1，计算要验证的信道估计数据Xen中小于χ2的数据占全部信道长度的比例ρ2，即其中，1≤i≤n，L(·)定义为数据的长度，即数据个数；n为获得的信道估计数据的数量。步骤5.定义差异函数η(·)如下：如果η1与η2同时小于0.05，则说明信道估计数据Xen服从lognormal分布；否则，说明信道估计数据Xen不服从lognormal分布；当信道估计数据Xen服从lognormal分布，则认定无线信道模拟器产生的lognormal信道数据X服从lognormal分布；当信道估计数据Xen不服从lognormal分布，则认定无线信道模拟器产生的lognormal信道数据X不服从lognormal分布。本专利技术的技术效果在于：本专利技术验证简单方便、可靠，对lognormal信道模拟器产生的信道模型进行定量的分析与验证。对lognormal信道模拟的研究等的研究具有重要的意义。本专利技术可以方便、简单地对信道仿真模拟器产生的信道数据是否服从lognormal分布做出判断，有效验证了lognormal信道模拟仿真器的模型即无线信道模拟器产生的lognormal信道数据X是否准确即是否服从lognormal分布，为信道估计等信道研究做了铺垫，为接收端准确有效地提取发送数据提供了保障。附图说明图1是本专利技术lognormal信道模型验证系统的设备连接图。图2是本专利技术lognormal信道模型验证系统的验证方法流程图。图3是本专利技术中例举的lognormal信道模型数据的时域特性图。图4是本专利技术中例举的lognormal信道模型数据的实际概率密度函数曲线与理论的概率密度函数曲线图。图5是本专利技术中例举的Rayleigh信道模型数据的时域特性图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。参照图1，一种lognormal信道模型验证系统，包括信号发生器、无线信道模拟器、网络分析仪、信道估计处理器和信道验证模块，信号发生器、无线信道模拟器、网络分析仪、信道估计处理器和信道验证模块依次单向连接，信号发生器还直接与信道估计处理器单向连接。信号发生器、无线信道模拟器、网络分析仪和信道估计处理器主要用于获取信道数据，信道验证模块主要用于对获取的信道数据进行验证。信号发生器用于产生测试信号Xinput，并传输至无线信道模拟器；无线信道模拟器用于产生lognormal信道数据X，无线信道模拟器接收信号发生器产生的测试信号Xinput后，将获得的测试信号Xinput与lognormal信道数据X进行点乘，并叠加高斯噪声，最终输出信号Xoutput，并传输至网络分析仪。网络分析仪主要用于将获得的输出信号Xoutput进行降噪等预处理，获得降噪预处理后的数据Xoutput-d，方便信道估计处理器获取信道估计数据的操作运行。信道估计处理器接收从信号发生器传输过来的测试信号Xinput和从网络分析仪传输过来的数据Xoutput-d，利用Xoutput-d/Xinput计算信道的估计数据Xen，并将信道估计数据Xen传输至信道验证模块；对于Xen，下标e表示标记该数据为获得的信道估计数据，n为获得的信道估计数据的数量，取正整数；信道验证模块接收从信道估计处理器传输过来的信道估计数据Xen，对信道估计数据Xen进行验证。参照图2，通过信道验证模块对信道估计数据Xen进行验证的详细步骤如下：步骤1.利用公式(1)和(2)计算信道估计数据的对数均值u与对数标准差σ；其中，上式中n为获得的信道估计数据的数量，i为当前信道估计数据的序号，1≤i≤n。步骤2.利用理论lognormal信号分布的理想概率密度函数fideal，计算理想lognormal分布的累积分布函数Fideal本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种lognormal信道模型验证系统，其特征在于，包括信号发生器、无线信道模拟器、网络分析仪、信道估计处理器和信道验证模块，信号发生器、无线信道模拟器、网络分析仪、信道估计处理器和信道验证模块依次单向连接，信号发生器还直接与信道估计处理器单向连接；信号发生器、无线信道模拟器、网络分析仪和信道估计处理器主要用于获取信道数据，信道验证模块主要用于对获取的信道数据进行验证；信号发生器用于产生测试信号Xinput，并传输至无线信道模拟器；无线信道模拟器用于产生lognormal信道数据X，无线信道模拟器接收信号发生器产生的测试信号Xinput后，将获得的测试信号Xinput与lognormal信道数据X进行点乘，并叠加高斯噪声，最终输出信号Xoutput，并传输至网络分析仪；网络分析仪主要用于将获得的输出信号Xoutput进行降噪预处理，获得降噪预处理后的数据Xoutput‑d；信道估计处理器接收从信号发生器传输过来的测试信号Xinput和从网络分析仪传输过来的数据Xoutput‑d，利用Xoutput‑d/Xinput计算信道的估计数据Xen，并将信道估计数据Xen传输至信道验证模块；对于Xen，下标e表示标记该数据为获得的信道估计数据，n为获得的信道估计数据的数量，取正整数；信道验证模块接收从信道估计处理器传输过来的信道估计数据Xen，对信道估计数据Xen进行验证。...

【技术特征摘要】
1.一种lognormal信道模型验证系统，其特征在于，包括信号发生器、无线信道模拟器、网络分析仪、信道估计处理器和信道验证模块，信号发生器、无线信道模拟器、网络分析仪、信道估计处理器和信道验证模块依次单向连接，信号发生器还直接与信道估计处理器单向连接；信号发生器、无线信道模拟器、网络分析仪和信道估计处理器主要用于获取信道数据，信道验证模块主要用于对获取的信道数据进行验证；信号发生器用于产生测试信号Xinput，并传输至无线信道模拟器；无线信道模拟器用于产生lognormal信道数据X，无线信道模拟器接收信号发生器产生的测试信号Xinput后，将获得的测试信号Xinput与lognormal信道数据X进行点乘，并叠加高斯噪声，最终输出信号Xoutput，并传输至网络分析仪；网络分析仪主要用于将获得的输出信号Xoutput进行降噪预处理，获得降噪预处理后的数据Xoutput-d；信道估计处理器接收从信号发生器传输过来的测试信号Xinput和从网络分析仪传输过来的数据Xoutput-d，利用Xoutput-d/Xinput计算信道的估计数据Xen，并将信道估计数据Xen传输至信道验证模块；对于Xen，下标e表示标记该数据为获得的信道估计数据，n为获得的信道估计数据的数量，取正整数；信道验证模块接收从信道估计处理器传输过来的信道估计数据Xen，对信道估计数据Xen进行验证。2.根据权利要求1所述的lognormal信道模型验证系统，其特征在于，通过信道验证模块对信道估计数据Xen进行验证的详细步骤如下：步骤1.利用公式(1)和(2)计算信道估计数据的对数均值u与对数标准差σ；其中，上式中n为获得的信道估计数据的数量，i为当前信道估计数据的序号，1≤i≤n；步骤2.利用理论lognormal信号分布的理想概率密度函数fideal，计算理想lognormal分布的累积分布函数Fideal：Fideal＝∫fidealdx(4)，式中，x表示信道估计数据包络的幅值；步骤3.求公式(3)的二次微分，即

【专利技术属性】
技术研发人员：何怡刚，隋永波，黄源，程彤彤，吴裕庭，方坤，尹柏强，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34