一种基于watterson模型的信道模拟器及模拟方法技术

本发明专利技术公开了一种基于watterson模型的信道模拟器及模拟方法，通过设置FPGA主控电路和DSP数字处理模块，可以模拟多个外场环境，同时，通过设置STM32主控电路，能够在可控制的、可重复的环境下进行比较试验，大大缩短研究周期，节省人力和物力，此外，通过设置差分放大电路，能够对共模信号起到很强的抑制作用，而对差模信号起到放大作用。差模信号起到放大作用。差模信号起到放大作用。

【技术实现步骤摘要】
一种基于watterson模型的信道模拟器及模拟方法


[0001]本专利技术涉及信道模拟器
，尤其涉及一种基于watterson模型的信道模拟器及模拟方法。

技术介绍

[0002]为了验证无线通信设备的性能，通常需要在一个接近实际传输特性的信道环境中对无线通信设备进行测试，常用的方法有外场试验法和测试仪法，然而，外场试验法虽然测试结果可信度高，但是需要大量的人力物力，导致测试成本高，测试仪法中所采用的信道模拟器能够实现信道环境的仿真，方便对无线通信设备性能的测试，但由于信道模拟器的技术垄断在国外几家著名的仪器公司手里，导致信道模拟器价格昂贵，从而导致测试成本高。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术提出一种基于watterson模型的信道模拟器及模拟方法，可以解决现有无线通信设备测试方法所存在的需要大量的人力物力和测试成本高的缺陷。
[0004]本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0005]一种基于watterson模型的信道模拟器，包括电源模块、输入模块、处理模块和输出模块，所述电源模块用于给所述输入模块、处理模块和输出模块提供电压，包括电源电路，所述输入模块用于对输入信号进行放大和转换，包括差分放大电路和AD转换电路，所述处理模块用于对放大后的输入信号进行模拟和合成处理，并对输出模块输出进行控制，包括FPGA主控电路、DSP数字处理模块和STM32主控电路，所述输出模块用于对处理后的信号进行转换和输出，包括DA转换电路、单端转差分电路、译码电路、解码电路、RS422通信电路、RS232通信电路和网络转串口通信电路。
[0006]作为所述基于watterson模型的信道模拟器的进一步可选方案，所述输出模块还包括滤波电路，所述滤波电路用于对经过所述DA转换电路转换的信号进行滤波处理。
[0007]作为所述基于watterson模型的信道模拟器的进一步可选方案，所述电源电路包括AMS1084
‑
33芯片及其外围电路。
[0008]作为所述基于watterson模型的信道模拟器的进一步可选方案，所述差分放大电路包括AD8137芯片及其外围电路，所述AD转换电路包括AD7609芯片及其外围电路。
[0009]作为所述基于watterson模型的信道模拟器的进一步可选方案，所述FPGA主控电路包括FPGA芯片及其外围电路，所述DSP数字处理模块包括DSP芯片及其外围电路，所述STM32主控电路包括STM32F103ZET6芯片及其外围电路。
[0010]作为所述基于watterson模型的信道模拟器的进一步可选方案，所述DA转换电路包括DAC8718芯片及其外围电路，所述单端转差分电路包括AD8137芯片及其外围电路，所述译码电路包括74HC139芯片及其外围电路，所述解码电路包括74HC257芯片及其外围电路，所述RS422电路包括MAX3490芯片及其外围电路，所述RS232电路包括MAX3232芯片及其外围电路，所述网络转串口通信电路包括USR
‑
TCP232芯片及其外围电路。
[0011]作为所述基于watterson模型的信道模拟器的进一步可选方案，所述滤波电路包括MAX261芯片及其外围电路。
[0012]一种模拟方法，所述方法应用上述任意一种基于watterson模型的信道模拟器，具体包括：
[0013]输入信号输入到差分放大电路进行输入信号的放大；
[0014]AD转换电路对放大后的输入信号进行转换，得到数字信号；
[0015]FPGA主控电路对数字信号进行处理，得到虚部信号和实部信号，并将虚部信号和实部信号传输至DSP数字处理模块中；
[0016]DSP数字处理模块对虚部信号和实部信号进行信号合成处理，得到合成信号，并通过双口RAM控制电路将合成信号传输至FPGA主控电路中；
[0017]FPGA主控电路将合成信号发送至DA转换电路进行信号转换，得到模拟信号；
[0018]单端转差分电路将模拟信号转换成差分信号；
[0019]STM32主控电路通过译码电路和解码电路控制RS422通信电路、RS232通信电路和网络转串口通信电路将差分信号进行通信输出。
[0020]作为所述模拟方法的进一步可选方案，所述FPGA主控电路对数字信号进行处理，得到虚部信号和实部信号，具体包括：
[0021]利用FPGA的低通滤波函数库，对输入的数字信号进行低通滤波；
[0022]依据希尔伯特函数库对低通滤波后的信号进行希尔伯特变换，得到虚部信号和实部信号。
[0023]作为所述模拟方法的进一步可选方案，所述DSP数字处理模块对虚部信号和实部信号进行信号合成处理，得到合成信号，具体包括：
[0024]利用时间抽头的方法，对虚部信号和实部信号进行抽取，实现模拟信号通信的多径时延模式；
[0025]通过写入参数补正的方法，对输入信号进行信号校正；
[0026]利用直接数字合成技术，实现数字信号的多普勒扩展和频移，从而得到合成信号。
[0027]本专利技术的有益效果是：通过设置FPGA主控电路和DSP数字处理模块，可以模拟多个外场环境，同时，通过设置STM32主控电路，能够在可控制的、可重复的环境下进行比较试验，大大缩短研究周期，节省人力和物力，此外，通过设置差分放大电路，能够对共模信号起到很强的抑制作用，而对差模信号起到放大作用。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]图1为本专利技术一种基于watterson模型的信道模拟器中电源电路的电路示意图；
[0030]图2为本专利技术一种基于watterson模型的信道模拟器中差分放大电路的电路示意图；
[0031]图3为本专利技术一种基于watterson模型的信道模拟器中AD转换电路的电路示意图；
[0032]图4为本专利技术一种基于watterson模型的信道模拟器中FPGA主控电路的电路示意图；
[0033]图5为本专利技术一种基于watterson模型的信道模拟器中DSP数字处理模块的电路示意图；
[0034]图6为本专利技术一种基于watterson模型的信道模拟器中STM32主控电路的电路示意图；
[0035]图7为本专利技术一种基于watterson模型的信道模拟器中DA转换电路的电路示意图；
[0036]图8为本专利技术一种基于watterson模型的信道模拟器中单端转差分电路的电路示意图；
[0037]图9为本专利技术一种基于watterson模型的信道模拟器中译码电路的电路示意图；
[0038]图10为本专利技术一种基于watterson模型的信道模拟器中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于watterson模型的信道模拟器，其特征在于，包括电源模块、输入模块、处理模块和输出模块，所述电源模块用于给所述输入模块、处理模块和输出模块提供电压，包括电源电路，所述输入模块用于对输入信号进行放大和转换，包括差分放大电路和AD转换电路，所述处理模块用于对放大后的输入信号进行模拟和合成处理，并对输出模块输出进行控制，包括FPGA主控电路、DSP数字处理模块和STM32主控电路，所述输出模块用于对处理后的信号进行转换和输出，包括DA转换电路、单端转差分电路、译码电路、解码电路、RS422通信电路、RS232通信电路和网络转串口通信电路。2.根据权利要求1所述的一种基于watterson模型的信道模拟器，其特征在于，所述输出模块还包括滤波电路，所述滤波电路用于对经过所述DA转换电路转换的信号进行滤波处理。3.根据权利要求2所述的一种基于watterson模型的信道模拟器，其特征在于，所述电源电路包括AMS1084
‑
33芯片及其外围电路。4.根据权利要求3所述的一种基于watterson模型的信道模拟器，其特征在于，所述差分放大电路包括AD8137芯片及其外围电路，所述AD转换电路包括AD7609芯片及其外围电路。5.根据权利要求4所述的一种基于watterson模型的信道模拟器，其特征在于，所述FPGA主控电路包括FPGA芯片及其外围电路，所述DSP数字处理模块包括DSP芯片及其外围电路，所述STM32主控电路包括STM32F103ZET6芯片及其外围电路。6.根据权利要求5所述的一种基于watterson模型的信道模拟器，其特征在于，所述DA转换电路包括DAC8718芯片及其外围电路，所述单端转差分电路包括AD8137芯片及其外围电路，所述译码电路包括74HC139芯片及其外围电路，所述解码电路包括74HC257芯片及其外围电路，所述RS422电路包...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭新宇，
申请(专利权)人：广州市天奕信息技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：