【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无线通信领域，特别涉及一种通道数量可扩展的mimo无线信道模拟装置。
技术介绍
1、随着5g移动通信技术的快速推进，无线通信技术得到了快速发展，无线通信技术在通信系统中的好坏需要以实际的信道传播特性为基础进行仿真。无线通信系统一般在外场测试时，测试结果会受到气象条件人为干扰等因素影响；而无线信道模拟器可以在实验室内精确模拟各种真实的无线信道传播特性，通过灵活配置信道参数真实模拟无线信道，为设计开发高质量无线通信系统测试平台带来便利。未来通信系统有更大的信息传输和更高带宽要求，其信道模型也会更加复杂，因此对无线信道模拟器基带处理速率方面提出更高的要求。
2、现有信道模拟器在实现信道模拟时，如图1所示，射频输入端接收射频信号，射频信号经由变频器以及模数转换器，转换为数字信号，送至基带处理单元进行复杂的数字信号处理算法。由于信道模拟需要综合考虑多径、时延、多普勒、时变快速衰落等信道传播效应，因此大都采用擅长并行处理的现场可编程门阵列（field programmable gate array，fpga）芯片为核心进行计算，在fpga中完成信道特性仿真。但是当考虑大规模mimo信道，如进行32×32的mimo信道仿真时，模拟信号经过下变频以及模数转换单元为数字基带信号，数字基带信号在fpga中进行信号分路和合路，对每条分路信号进行处理，设adc采样位数32bit，采样率250mhz，此时fpga进行信道仿真时数据速率高达8tbps；若是进行64×64mimo信道仿真，对fpga的数据处理能力要求更高。此外，实际
技术实现思路
1、技术问题：为了解决现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种通道数量可扩展的mimo无线信道模拟装置。
2、技术方案：本专利技术提供的一种通道数量可扩展的mimo无线信道模拟装置，包括一组射频接收单元、模拟功分器、可插拔信号处理组件、一组功率合成器、一组射频发送单元；
3、每个射频接收单元的输入端接收射频信号，输出端连接并输出信号至模拟功分器的输入端；
4、模拟功分器将模拟信号分为多路，通过多个输出端连接并输出信号至多个并联的可插拔信号处理组件的输入端；
5、每个可插拔信号处理组件对接收到的信号进行信道特性仿真，其输出端连接并输出信号至模拟功率合成器的输入端；
6、每个模拟功率合成器将模拟信号进行对应端口功率合成，其输出端分别连接并输出信号至一个射频发送单元的输入端。
7、作为改进，所述射频接收单元接收射频信号并调整信号功率使信号功率符合模拟功分器支持的功率要求。
8、作为另一种改进，所述模拟功分器的输出端通过射频连接器连接并输出信号至可插拔信号处理组件的输入端，可插拔信号处理组件的输出端通过射频连接器连接并输出信号至模拟功率合成器的输入端。
9、作为另一种改进，所述可插拔信号处理组件，包括依次连接的模数转换器、数字下变频单元、基带处理单元、数字上变频单元、数模转换器和放大器，用于对输入的模拟信号进行信道特性的仿真。
10、作为进一步改进，所述模数转换器将射频信号转换为数字信号；所述数字下变频单元通过运算获得iq路数字基带信号并输出至基带处理单元进行信道特性仿真；所述基带处理单元输出信号经过缓冲输出至数字上变频单元、数模转换器，由数模转换器将信号转换为射频信号，并通过放大器对射频信号进行调整后输出。
11、作为另一种改进，所述基带处理单元包括fpga芯片。
12、作为另一种改进，所述射频发送单元调整射频信号功率，输出射频信号。
13、有益效果：本专利技术提供的通道数量可扩展的mimo无线信道模拟装置，区别于现有信道仿真器的数字信号合路/分路，采用模拟信号合路/分路，采用多芯片分担单一芯片数据处理压力，降低数据处理复杂度，解决数据交互量大的问题。
14、第一，使用模拟分路和合路方式代替数字合路和分路，将单一fpga芯片上进行的信号处理分解到多个fpga芯片，降低芯片数据处理需求。区别于常见的多路选择器设计，使用模拟分路器、合路器以及射频连接器组件实现按需切换天线数量，配置多通道mimo信道仿真，按需组合有利于成本的控制，降低信道仿真器试验的成本。在射频接收单元输出端使用模拟功分器将模拟信号进行分路，在射频发送单元输入端使用模拟功率合成器将信号进行合路，对每路信号进行独立处理，降低数据处理需求，从而分担单一fpga芯片压力。
15、第二，采用可插拔信号处理组件，可任意扩展通道数量，快速配置所需的mimo 信道尺寸。采用可插拔射频组件，射频连接器组件由射连接器、射频板构成独立的组件，可以插拔对应连接器模块，灵活快速配置所需的mimo 信道数量，而不必拆卸整个系统
16、第三，模拟分路后的每路信号都采用一个小容量的fpga芯片，结构简单，节约成本。
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1.一种通道数量可扩展的MIMO无线信道模拟装置，其特征在于：包括一组射频接收单元、模拟功分器、可插拔信号处理组件、一组功率合成器、一组射频发送单元；
2.根据权利要求1所述的一种通道数量可扩展的MIMO无线信道模拟装置，其特征在于：所述射频接收单元接收射频信号并调整信号功率使信号功率符合模拟功分器支持的功率要求。
3.根据权利要求1所述的一种通道数量可扩展的MIMO无线信道模拟装置，其特征在于：所述模拟功分器的输出端通过射频连接器连接并输出信号至可插拔信号处理组件的输入端，可插拔信号处理组件的输出端通过射频连接器连接并输出信号至模拟功率合成器的输入端。
4.根据权利要求1所述的一种通道数量可扩展的MIMO无线信道模拟装置，其特征在于：所述可插拔信号处理组件，包括依次连接的模数转换器、数字下变频单元、基带处理单元、数字上变频单元、数模转换器和放大器，用于对输入的模拟信号进行信道特性的仿真。
5.根据权利要求4所述的一种通道数量可扩展的MIMO无线信道模拟装置，其特征在于：所述模数转换器将射频信号转换为数字信号；所述数字下变频单元通过
6.根据权利要求4所述的一种通道数量可扩展的MIMO无线信道模拟装置，其特征在于：所述基带处理单元包括FPGA芯片。
7.根据权利要求1所述的一种通道数量可扩展的MIMO无线信道模拟装置，其特征在于：所述射频发送单元调整射频信号功率，输出射频信号。
...【技术特征摘要】
1.一种通道数量可扩展的mimo无线信道模拟装置，其特征在于：包括一组射频接收单元、模拟功分器、可插拔信号处理组件、一组功率合成器、一组射频发送单元；
2.根据权利要求1所述的一种通道数量可扩展的mimo无线信道模拟装置，其特征在于：所述射频接收单元接收射频信号并调整信号功率使信号功率符合模拟功分器支持的功率要求。
3.根据权利要求1所述的一种通道数量可扩展的mimo无线信道模拟装置，其特征在于：所述模拟功分器的输出端通过射频连接器连接并输出信号至可插拔信号处理组件的输入端，可插拔信号处理组件的输出端通过射频连接器连接并输出信号至模拟功率合成器的输入端。
4.根据权利要求1所述的一种通道数量可扩展的mimo无线信道模拟装置，其特征在于：所述可插拔信号处理组件，包括依次连接的模数转换器、数字下...
【专利技术属性】
技术研发人员：叶霞美，李鹏，冯姣，张治中，胡爽，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：
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