一种逻辑资源动态分配的信道模拟器及信道模拟方法技术

本发明专利技术提供了一种逻辑资源动态分配的信道模拟器及信道模拟方法，属于通信领域，信道模拟器包括：信号检测装置

【技术实现步骤摘要】
一种逻辑资源动态分配的信道模拟器及信道模拟方法


[0001]本专利技术涉及通信领域，特别是涉及一种逻辑资源动态分配的信道模拟器及信道模拟方法
。

技术介绍

[0002]日前公开的“斗兽场”是一个
256
×
256
的射频通道模拟器，可以实时计算和模拟超过
256
个无线设备之间
65000
多个通道的交互，此射频模拟器的带宽比目前商用系统可用的总射频带宽高
20
倍
。
为了复制一系列复杂的射频环境（如从开放的场地到密集的城市），“斗兽场”依靠
128
个双天线软件定义无线电和
64
个现场可编程门阵列（
Field Programmable Gate Array
，
FPGA
）实现
。
[0003]信道模拟器正在朝着越来越多的射频通道发展，传统信道模拟器的射频通道与
FPGA
逻辑资源都是一一对应的，主要采用固定分配的方式，如图1所示，按照传统的固定分配逻辑资源的方式难以满足未来信道模拟对通道数量的需求，灵活性较低且成本高
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种逻辑资源动态分配的信道模拟器及信道模拟方法，可减少信道模拟器的逻辑链路，动态分配计算资源，以节省信道模拟器多链路模拟时的
FPGA
计算资源
。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了一种逻辑资源动态分配的信道模拟器，包括信号检测装置
、
频率带宽追踪装置
、
多个射频输入端口
、
多个逻辑接口及多个射频输出端口
。
[0006]所述逻辑接口的数量比所述射频输入端口的数量少
。
[0007]所述信号检测装置用于实时检测各射频输入端口处是否有信号输入
。
[0008]所述频率带宽追踪装置用于在任一射频输入端口处有信号输入时，追踪对应射频输入端口处输入信号的频率和带宽，并根据输入信号的频率和带宽，为所述射频输入端口分配逻辑接口，使所述输入信号进入信道场景回放模拟阶段
。
[0009]所述射频输出端口用于输出经过信道场景回放模拟后的信号
。
[0010]可选地，所述射频输入端口的数量与所述射频输出端口的数量相同
。
[0011]可选地，所述信号检测装置的数量及所述频率带宽追踪装置的数量均与所述射频输入端口的数量相同；每个信号检测装置对应一个射频输入端口，每个频率带宽追踪装置对应一个射频输入端口
。
[0012]可选地，所述信号检测装置采用匹配滤波的方式实时检测各射频输入端口处是否有信号输入
。
[0013]可选地，所述信号检测装置以下模块
。
[0014]信号采样模块，用于针对任一射频输入端口，实时检测所述射频输入端口处的信号，并对所述射频输入端口处的信号采样，得到所述射频输入端口处输入信号的离散样本
。
[0015]统计量计算模块，与所述信号采样模块连接，用于针对任一射频输入端口，根据参
考信号的离散样本及所述射频输入端口处输入信号的离散样本，计算所述射频输入端口的检验统计量
。
[0016]判断模块，与所述统计量计算模块连接，用于针对任一射频输入端口，判断所述射频输入端口的检验统计量是否大于设定门限值，若是，则判定所述射频输入端口处有信号输入，否则，判定所述射频输入端口处无信号输入
。
[0017]可选地，所述统计量计算模块采用以下公式计算射频输入端口的检验统计量：；其中，
Y
为射频输入端口的检验统计量，
x(n)
为射频输入端口处输入信号在时间点
n
处的离散样本值，为参考信号在时间点
n
处的离散样本值，
N
为离散样本值的数量
。
[0018]可选地，所述频率带宽追踪装置包括以下模块
。
[0019]频率跟踪模块，用于在任一射频输入端口处有信号输入时，采用相位锁相环跟踪所述射频输入端口处输入信号的频率
。
[0020]带宽追踪模块，用于在任一射频输入端口处有信号输入时，对所述射频输入端口处的输入信号进行自相关运算，得到所述输入信号的自相关函数，并计算所述自相关函数在零时延处的衰减速度，根据所述衰减速度确定所述输入信号的带宽；输入信号的带宽为衰减速度的倒数
。
[0021]资源分配模块，分别与所述频率跟踪模块及所述带宽追踪模块连接，用于实时检测各逻辑接口的状态，在任一射频输入端口处有信号输入时，判断是否存在空闲的逻辑接口；若存在空闲的逻辑接口，则根据所述射频输入端口处输入信号的频率和带宽，为对应的射频输入端口分配逻辑接口，使所述输入信号进入信道场景回放模拟阶段；若不存在空闲的逻辑接口，则使所述射频输入端口处的输入信号进入等待模拟状态，当检测到任一逻辑接口释放时，根据所述射频输入端口处输入信号的频率和带宽，为对应的射频输入端口分配逻辑接口，使所述输入信号进入信道场景回放模拟阶段
。
[0022]可选地，所述带宽追踪模块采用以下公式得到输入信号的自相关函数：；其中，为输入信号延迟
k
时刻的自相关函数，
N
为离散样本值的数量，
x(n)
为射频输入端口处输入信号在时间点
n
处的离散样本值，
k
为时间延迟
。
[0023]可选地，所述带宽追踪模块采用以下公式计算自相关函数在零时延处的衰减速度：；其中，
m
为自相关函数在零时延处的衰减速度，为时间延迟的增量，为输入信号无延迟的自相关函数，为输入信号延迟时刻的自相关函数
。
[0024]为实现上述目的，本专利技术还提供了一种逻辑资源动态分配的信道模拟方法，包括
以下步骤
。
[0025]实时检测各射频输入端口处是否有信号输入
。
[0026]在任一射频输入端口处有信号输入时，追踪对应射频输入端口处输入信号的频率和带宽
。
[0027]根据输入信号的频率和带宽，为所述射频输入端口分配逻辑接口，使所述输入信号进入信道场景回放模拟阶段；所述逻辑接口的数量比所述射频输入端口的数量少
。
[0028]输出经过信道场景回放模拟后的信号
。
[0029]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术提供的信道模拟器的逻辑接口的数量比射频输入端口的数量少，减少了信道模拟器的逻辑链路，通过信号检测装置实时检测各射频输入端口处是否有信号输入，在任一射频输入端口处有信号输入时，通过频率带宽追踪装置追踪对应射频输入端口处输入信号的频率和带宽，并根据输入信号的频率和带宽为射频本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种逻辑资源动态分配的信道模拟器，其特征在于，所述逻辑资源动态分配的信道模拟器包括信号检测装置
、
频率带宽追踪装置
、
多个射频输入端口
、
多个逻辑接口及多个射频输出端口；所述逻辑接口的数量比所述射频输入端口的数量少；所述信号检测装置用于实时检测各射频输入端口处是否有信号输入；所述频率带宽追踪装置用于在任一射频输入端口处有信号输入时，追踪对应射频输入端口处输入信号的频率和带宽，并根据输入信号的频率和带宽，为所述射频输入端口分配逻辑接口，使所述输入信号进入信道场景回放模拟阶段；所述射频输出端口用于输出经过信道场景回放模拟后的信号
。2.
根据权利要求1所述的逻辑资源动态分配的信道模拟器，其特征在于，所述射频输入端口的数量与所述射频输出端口的数量相同
。3.
根据权利要求1所述的逻辑资源动态分配的信道模拟器，其特征在于，所述信号检测装置的数量及所述频率带宽追踪装置的数量均与所述射频输入端口的数量相同；每个信号检测装置对应一个射频输入端口，每个频率带宽追踪装置对应一个射频输入端口
。4.
根据权利要求1所述的逻辑资源动态分配的信道模拟器，其特征在于，所述信号检测装置采用匹配滤波的方式实时检测各射频输入端口处是否有信号输入
。5.
根据权利要求1所述的逻辑资源动态分配的信道模拟器，其特征在于，所述信号检测装置包括：信号采样模块，用于针对任一射频输入端口，实时检测所述射频输入端口处的信号，并对所述射频输入端口处的信号采样，得到所述射频输入端口处输入信号的离散样本；统计量计算模块，与所述信号采样模块连接，用于针对任一射频输入端口，根据参考信号的离散样本及所述射频输入端口处输入信号的离散样本，计算所述射频输入端口的检验统计量；判断模块，与所述统计量计算模块连接，用于针对任一射频输入端口，判断所述射频输入端口的检验统计量是否大于设定门限值，若是，则判定所述射频输入端口处有信号输入，否则，判定所述射频输入端口处无信号输入
。6.
根据权利要求5所述的逻辑资源动态分配的信道模拟器，其特征在于，所述统计量计算模块采用以下公式计算射频输入端口的检验统计量：；其中，
Y
为射频输入端口的检验统计量，
x(n)
为射频输入端口处输入信号在时间点
n
处的离散样本值，为参考信号在时间点
n
处的离散样本值，<...

【专利技术属性】
技术研发人员：周浩，费丹，陈晨，郑鹏，艾渤，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：