无线信道多径测量方法技术

本发明专利技术属于无线通信信道测量领域。本发明专利技术通过高速数据采集卡和磁盘阵列改变了传统的先进行相关运算再进行模数转换的方法，解决了多径测量分辨率低的问题，同时采用数字下变频使得数据处理更加方便。本发明专利技术提供一种高分辨率的室外高速移动多径信道测量方法。包括：信号发射端对载波信号采用直接序列扩频；在接收端接收、滤波，并下变频到可处理中频频点；接收端本地产生完全相同的中频频点的直接序列扩频信号，分别高速采集两路中频信号，然后数字下变频输出到基带，最后将测试数据存入高速磁盘阵列，用作数据处理。本发明专利技术可以应用在无线通信的信道测量，外场测试和网络规划中。

Multipath measurement method for wireless channel

The invention belongs to the field of wireless communication channel measurement. The invention changes the traditional method of the first operation of analog digital conversion by high speed data acquisition card and disk array, solves the problem of low resolution of multipath measurement, while using digital down conversion makes the data processing is more convenient. The present invention provides a high resolution outdoor high speed mobile multipath channel measurement method. Including: the signal transmitter of a carrier signal using direct sequence spread spectrum; at the receiver, and filtering, down conversion to intermediate frequency processing; direct sequence spread spectrum signal frequency frequency exactly the same receiver locally generated, respectively, two high speed acquisition of intermediate frequency signal, then the digital output frequency to baseband, finally test high speed data will be stored in the disk array for data processing. The invention can be applied to channel measurement, field test and network planning in wireless communication.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种无线通信信道多径测量系统。
技术介绍
信道多径的测量方法主要有直接脉冲测量，频域信道测量以及扩频滑动相关器测量。直接脉冲测量的 主要问题在于它受+扰与噪声影响严重，频域信道测量由于需要收发端严格同步，不适用于户外的远距离 测量。多径测量最常用的是扩频滑动相关器测量法。该方法在发射端将伪噪声序列与载频信号混频在接 收端接收机接收信号以后下变频到中频，然后与接收端本地产生的参考伪噪声序列用相关器进行相关运 算，当两个伪随机序列完全对齐时会给出最大的相关值，这时的延迟时间即为多径时延。信号然后进行包 络检波，并在示波器上显示出来。由于不同多径到达有不同的时延，他们在不同时刻与PN序列达到最大 相关。不同多径成分的能量基于他们的时延通过相关器，所以，经过包络检波器，信道冲激响应与信号单 个脉冲巻积的结果将显示在示波器上。扩频滑动相关器测量法是在中频处进行相关计算，由于在中频是模 拟信号，所以只能采用硬件相关器来完成该功能。而硬件相关器由于在中频运算，难以实现更高的多径分 辨率，而且产生的数据量巨大，难以实现长时间的数据存储。本专利技术是针对上述扩频滑动相关器测量法中 的缺点而进行的改进。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种利用高速数据采集卡在中频处完成模数转换，然后使用数字下变频的方式变 频到基带，将数据存入高速磁盘阵列，最后使用滑动相关法进行多径提取的方法。该专利技术可以广泛的应用 在无线信道测量中，进行多径提取，信号覆盖测量等。本专利技术的实现方法为信号发射端对载波信号釆用直接序列扩频；在接收端接收、滤波，并下变频到 可处理中频频点；接收端本地产牛.完全相同的中频频点的直接序列扩频信号，分别采集两路中频信号，然 后数字下变频输出到基带，最后将测试数据存入高速磁盘阵列，以备数据后处理。发射机主要包括信号发生器和功放。采用矢量信号发生器发射待测频段的伪随机码扩频信号，考虑到 多径测试系统的可扩展性，配置了外置功放。所有发射仪器设备均使用信号发生器内置的参考时钟信号。在测量中，发射伪随机序列，伪随机序列经BPSK调制以后，产生调制信号，然后利用均方根升余弦滤 波器滤波后将信号调制到射频，最后经功放输出射频信号。接收机主要包括预放器、频谱仪、数据釆集卡和数据存储设备。预放器信号输出到频谱仪，完成下变 频后频谱仪输出的中频信号经数据采集卡后存入高速磁盘阵列。所有接收仪器设备均使用频谱仪内置的参考时钟信号。为r与发射端脉冲成型滤波器相匹配，接收端也使用对应的均方根升余弦滤波器。接收端最后存储的结果为数字下变频后的基带数据，对该数据进行处理，按照滑动相关法，即将本地 产生的伪随机序列和接收的数据进行互相关运算，利用伪随机序列的尖锐自相关特性，可以识别多径信号。附图说明 l.系统原理结构图具体实施例方式发射端采用Agilent E4438C矢量信号发生器发射待测频段的伪随机码扩频信号，E4438C内置了一个 功放，其最大输出功率为15dBm。另外配置了最大输出功率达26dBm，工作频段为3. 5GHz，带宽20M的外置 功放。所有发射仪器设备均使用信号源Agilent E4438C内置的IOMH参考时钟信号。 发射数据码片数据率(chiprate)为13. 75Mbps的伪随机二进制序列(PRBS)，码片时钟周期为100ns;时钟序 列重复周期为511个时钟周期；PRBS序列经BPSK调制以后，产生+1和-1的调制信号，利用a =0. 35的均 方根升余弦滤波器滤波后将信号调制到3. 5GHz，最后经功放输出15dBm的射频信号。接收端主要包括预放器、频谱仪、采集卡和数据存储设备。预放器为Agilent 8449A，其工作频段为2.0-22 GHz,增益为30dB:预放器信号输出到Agilent频谱分析仪E4440A,完成下变频后频谱仪输出的 70MHz中频信号经NI PXI-5122数据采集卡后存入容量为1000G的Conduant's StreamStor PXI-808磁盘 存储设备。其中，数据采集卡采集速率为55M Sample/s，是发射数据率的4倍；StreamStor PXI-808磁 盘存储设备总线传输数据率达100Mbps以上，数据写入速率可达1. 6GB/s,满足移动场景下的高速采集数据 存储的需求。所有接收仪器设备均使用Agilent E4440A内置的10MHz参考时钟信号。为了与发射端脉冲 成型滤波器相匹配，接收端也使用a =0. 35的均方根升余弦滤波器。数据采集使用NI的数据采集卡PXI-5122,其采集数据率最高可达100MSa即le/s，其采集带宽为 lOOMHz， A/D转换器为14位。根据奈奎斯特采样定理，该采集卡无法采样70MHz的中频信号，因此我们添 加了下变频卡PXI-5600将70MHz的中频信号下变频10MHz;此外，我们还配备了 NI 8槽控制器PXI-1042 和主控电脑PXI-8196;数据存储采用Conduant's StreamStor PXI-808磁盘存储设备，最后存储的结果为 数字下变频后的基带数据，其中数字F变频使用Labview软件完成。数据存储到存储设备以后，按照滑动相关法进行数据后处理。即将接收到的数据和本地参考信号做相 关运算，由于该相关运算可以看作是吋域的巻积运算，而时域的巻积和频域的乘积运算等效，所以可以先 将数据利用快速傅立叶变换转换到频域，然后进行乘积运算，最后再转换回时域，从而完成滑动相关运算。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线信道多径测量的方法，包括：　中频处使用高速数据采集卡完成模数转换；　采用数字下变频的方法完成下变频；　采用磁盘阵列实现高速数据存储。

【技术特征摘要】
1.一种无线信道多径测量的方法，包括中频处使用高速数据采集卡完成模数...

【专利技术属性】
技术研发人员：王朕，范冰，姚梁，张健，
申请(专利权)人：王朕，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]