[實用新型]一種無線信道測量系統

有效

• 申請號: 201822241490.0
• 申請日: 2018-12-28
• 公開（公告）號: CN209472623U
• 公開（公告）日: 2019-10-08
• 發明（設計）人: 袁磊;祁添榮;李建勛;李升;張繼良;陳君勝;岳新東;帥建利;李巍;金龍;孔春雷;吳文濤
• 申請（專利權）人: 蘭州大學;甘肅省無線電監測站
• 主分類號: H04B17/30
• 分類號: H04B17/30
• 代理公司: 甘肅省知識產權事務中心 62100
• 代理人: 馬英

一種無線信道測量系統，包括發射軟件定義無線電設備、接收軟件定義無線電設備，兩者在物理上分離；所述發射軟件定義無線電設備配置發射天線，接收軟件定義無線電設備配置接收天線；發射軟件定義無線電設備和接收軟件定義無線電設備通過TCP/IP協議分別連接發射端、接收端計算機。本實用新型收發設備的分離一方面避免了電纜帶來的射頻信號傳輸損耗，提升系統的動態范圍，增加測量距離，另一方面讓測量過程更加方便。與現有無線信道測量平臺相比，本實用新型一方面通過去除損耗較高的射頻電纜，增加測量平臺的動態范圍，提升測量距離，另一方面避免了耗時的掃頻，提升測量的實時性。

技術領域

本實用新型涉及一種基于軟件無線電的無線信道測量系統。

背景技術

無線信道測量平臺是實現無線信道測量的前提條件。搭建一個完備的實測平臺需要大量的資金設備和人力的支持。現有無線信道測量平臺大多基于網絡分析儀（Vectornetwork analyzer, VNA）在頻域實現。頻域測量平臺具有帶寬大、動態范圍高等特點。但是，基于VNA的無線信道測量平臺受到以下兩個方面限制。一方面，由于網絡分析儀采用掃頻的方式測量無線信道的S參數。受限于掃頻速度，網絡分析儀不適用于動態無線信道測量。另一方面，基于網絡分析儀的無線測量平臺需要通過同軸電纜連接發射天線和接收天線。同軸電纜對微波帶來的損耗會顯著降低測量精度。

實用新型內容

本實用新型提供一種無線信道測量系統，克服現有技術測量效率低、實時性差以及使用不方便的技術問題。

本實用新型的技術方案是：

一種無線信道測量系統，包括發射軟件定義無線電設備、接收軟件定義無線電設備，兩者在物理上分離；所述發射軟件定義無線電設備配置發射天線，接收軟件定義無線電設備配置接收天線；發射軟件定義無線電設備和接收軟件定義無線電設備通過TCP/IP協議分別連接發射端、接收端計算機。

本實用新型基于兩臺軟件定義無線電設備NI-USRP-2920和計算機實現無線信道測量平臺。兩臺設備分別用于發射信號和接收信號。每臺設備分別由一臺計算機控制。接收機和發射機之間不存在共用設備和有線連接。收發設備的分離一方面避免了電纜帶來的射頻信號傳輸損耗，提升系統的動態范圍，增加測量距離，另一方面讓測量過程更加方便。與現有無線信道測量平臺相比，本實用新型一方面通過去除損耗較高的射頻電纜，增加測量平臺的動態范圍，提升測量距離，另一方面避免了耗時的掃頻，提升測量的實時性。

同時，本實用新型利用軟件定義無線電設備配置靈活、升級方便的特點，將其和個人計算機設計基于滑動相關算法的時域無線信道測量平臺方案，并利用NI-USRP設備搭建信道測量平臺硬件原型機。本實用新型采用NI公司的LabVIEW軟件編程平臺，利用LabVIEW虛擬儀器軟件可以同NI公司的軟件定義無線電設備NI-USRP-2920進行無縫融合，并構建圖形化用戶界面，同時LabVIEW的虛擬儀器技術可以實時顯示用戶指定參數并根據實際情況進行調整測量硬件參數配置、基帶發射信號生成、調制、解調、滑動相關信道沖擊響應估計和測量結果實時顯示等功能。針對無線信道傳播的多徑衰落特點，本實用新型數據處理采用滑動相關算法進行處理，滑動相關算法充分利用了其抗多徑衰落特性，配置靈活，通過擴頻增益提升無線信道沖激響應的測量精度。與傳統基于網絡分析儀的無線信道測量平臺相比，本實用新型的信道測量平臺具有動態范圍大、測量距離遠、測量場景豐富、數據處理實時等特點。同時利用配套的LabVIEW軟件編程平臺能夠使軟件無線電參數調整方便、數據處理實時、系統升級簡單等特點。發送端的USRP通過LabVIEW軟件編程平臺，發送經過BPSK調制的13階m序列。基帶IQ采樣率為25M Samples/s，符號速率為12.5M Symbols/s，時延分辨率分別為40 ns。接收機處于動態的接收狀態，待發送信號經過無線信道傳播至接收天線，信號被接收端的USRP接收到，再通過編程好的BPSK解調模塊即可恢復信號。在接收端，USRP經過載波和相位同步實現射頻信號解調并提取IQ基帶信號。

附圖說明