[發(fā)明專利]任意多普勒功率譜的無線衰落信道模擬裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710367568.0
• 申請(qǐng)日: 2017-05-23
• 公開（公告）號(hào): CN107484197B
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱秋明;趙智全;毛開;陳小敏;楊志強(qiáng);張小飛;虞湘賓
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): H04W24/06
• 分類號(hào): H04W24/06;H04B17/391
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 賀翔

1.一種任意多普勒功率譜的無線衰落信道模擬方法，其基于任意多普勒功率譜的無線衰落信道模擬裝置，所述任意多普勒功率譜的無線衰落信道模擬裝置包括相互對(duì)稱的下行鏈路與上行鏈路模擬裝置，其特征在于：所述上行鏈路模擬裝置包括PC機(jī)用戶交互單元(1-1)，信道參數(shù)處理單元(1-2)，信道產(chǎn)生疊加單元(1-3)，信號(hào)輸入單元(1-4)以及信號(hào)輸出單元(1-5)；

所述PC機(jī)用戶交互單元(1-1)與信道參數(shù)處理單元(1-2)相連，PC機(jī)用戶交互單元(1-1)包括參數(shù)設(shè)置模塊(1-6)和參數(shù)計(jì)算模塊(1-7)，用戶選擇根據(jù)場(chǎng)景需要預(yù)先設(shè)置好不同時(shí)刻的多普勒功率譜形狀，參數(shù)計(jì)算模塊(1-7)根據(jù)用戶的設(shè)置，計(jì)算不同時(shí)刻的信道參數(shù)，通過PCIE總線實(shí)時(shí)的傳輸?shù)叫诺绤?shù)處理單元(1-2)；

所述信道參數(shù)處理單元(1-2)與信道產(chǎn)生疊加單元(1-3)相連，所述信道參數(shù)處理單元(1-2)包括參數(shù)緩存模塊(1-8)、參數(shù)內(nèi)插模塊(1-9)以及參數(shù)隨機(jī)游走模塊(1-10)，所述參數(shù)緩存模塊(1-8)用于緩存PCIE總線傳輸?shù)男诺绤?shù)，參數(shù)隨機(jī)游走模塊(1-10)對(duì)信道參數(shù)施加一個(gè)隨機(jī)的微小偏移，參數(shù)內(nèi)插模塊(1-9)對(duì)每一組信道參數(shù)進(jìn)行線性內(nèi)插；

所述信道產(chǎn)生疊加單元(1-3)包括第一時(shí)延(1-14)、第二時(shí)延(1-15)和信道衰落產(chǎn)生模塊(1-16)，所述第一時(shí)延(1-14)、第二時(shí)延(1-15)對(duì)兩路基帶信號(hào)延時(shí)產(chǎn)生多徑信號(hào)，所述信道衰落產(chǎn)生模塊(1-16)接收信道參數(shù)處理單元(1-2)的信道參數(shù)產(chǎn)生兩路正交的多徑衰落信道；

所述信號(hào)輸入單元(1-4)包括下混頻(1-11)、模數(shù)轉(zhuǎn)換(1-12)和下變頻(1-13)，信號(hào)輸入單元(1-4)用于將模擬的射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為基帶的數(shù)字信號(hào)進(jìn)入信道產(chǎn)生疊加單元(1-3)；

所述信號(hào)輸出單元(1-5)包括上變頻(1-17)、數(shù)模轉(zhuǎn)換(1-18)和上混頻(1-19)，信號(hào)輸出單元(1-5)用于將信道產(chǎn)生疊加單元(1-3)輸出的數(shù)字基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換為射頻信號(hào)輸出，其特征在于：包括如下步驟

第一步，用戶在PC機(jī)用戶交互單元(1-1)設(shè)置參數(shù)，參數(shù)計(jì)算模塊(1-7)根據(jù)輸入的參數(shù)計(jì)算信道參數(shù)并進(jìn)行定點(diǎn)量化得到硬件所需的信道參數(shù)；

第二步，PC機(jī)用戶交互單元(1-1)通過PCIE總線實(shí)時(shí)的將每一時(shí)刻的信道參數(shù)傳輸?shù)叫诺绤?shù)處理單元(1-2)的參數(shù)緩存模塊(1-8)中；

第三步，參數(shù)緩存模塊(1-8)中存儲(chǔ)的信道參數(shù)經(jīng)過參數(shù)內(nèi)插模塊(1-9)和參數(shù)隨機(jī)游走模塊(1-10)后傳輸給信道衰落產(chǎn)生模塊(1-16)；

第四步，信號(hào)輸入單元(1-4)將射頻輸入的模擬信號(hào)通過下混頻(1-11)得到中頻信號(hào)，經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換(1-12)、下變頻(1-13)轉(zhuǎn)換為兩路基帶數(shù)字信號(hào)，轉(zhuǎn)換后的數(shù)字基帶信號(hào)經(jīng)過時(shí)延后與信道衰落產(chǎn)生模塊(1-16)產(chǎn)生的多徑衰落卷積得到具有衰落特性的信號(hào)；

第五步，信道產(chǎn)生疊加單元(1-3)輸出的復(fù)基帶信號(hào)經(jīng)過上變頻(1-17)轉(zhuǎn)換為中頻信號(hào)，經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換(1-18)和上混頻(1-19)轉(zhuǎn)換為射頻信號(hào)輸出；

第一步中具體方法如下：

(11)若用戶直接輸入多普勒功率譜密度S(f)則進(jìn)行步驟(12)，若用戶沒有直接輸入多普勒功率譜密度S(f)，則根據(jù)用戶輸入的多普勒功率譜形狀和最大多普勒頻移f_max確定多普勒功率譜密度S(f)；

(12)將多普勒功率譜密度S(f)圍成的面積等分為N份，即

其中f_v為各區(qū)間的端點(diǎn)，為信道衰落的方差；

(13)利用公式(2)將步驟(12)中由f_v-1 f_v圍成的子區(qū)間二等分

式中f_n即為所需的離散多普勒頻率，將其定點(diǎn)量化；

(14)隨機(jī)產(chǎn)生(-π,π]內(nèi)均勻分布的初始相位并定點(diǎn)量化；

(15)重復(fù)步驟(11)到(14)得到每個(gè)多普勒功率譜形狀對(duì)應(yīng)的f_n和