[發明專利]一種寬帶信道模擬裝置及方法

有效

• 申請號: 202011642073.2
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112968742B
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 江思杰;黃波;毛勇;楊軍;石昕陽;王繼紅;李崴;任凱
• 申請（專利權）人: 武漢船舶通信研究所（中國船舶重工集團公司第七二二研究所）
• 主分類號: H04B17/391
• 分類號: H04B17/391;H04B17/00
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務所(普通合伙) 42224
• 代理人: 雷霄

1.一種寬帶信道模擬裝置，其特征在于，包括數據采集卡，所述數據采集卡包括數據采集模塊和信道運算模塊；所述數據采集模塊用于采集至少2個周期的波形數據并發送給所述信道運算模塊；所述信道運算模塊用于實現如下步驟：

獲取預設置參數，所述預設置參數包括時間t、起始頻率f₁、截止頻率f₂和頻移速率f_V；

根據所述起始頻率f₁、所述截止頻率f₂和所述頻移速率f_V根據計算頻率偏移量，根據所述頻率偏移量和時間獲得頻偏因子；其中，當頻率偏移量超過起始頻率f1與截止頻率f2時，則將頻移速率f_V置為負數，改變掃頻方向進行反向掃頻，以獲得頻偏因子；

對所述波形數據進行希爾伯特變換，獲得復數信號，將所述頻偏因子和所述復數信號相乘，獲得模擬的多普勒頻移信號；其中，對頻偏因子復數信號帶入歐拉公式變換為三角函數，分解為實部與虛部兩個部分，將復數信號與頻偏因子虛部相乘再與實部相加，從而得到頻移偏移后的波形數據；

獲取路徑數量N以及每條路徑的頻率放大倍數x_fn和幅值放大倍數x_vn(1≤n≤N)，將所述多普勒頻移信號作為每條路徑的原始模擬輸入數據，將所述多普勒頻移信號記為f'(t)，計算得到每條路徑的模擬輸出信號，第n條路徑的模擬輸出信號為x_fn·x_vn·f'(t)，最后每條路徑的輸出信號進行疊加，獲得模擬的多徑效應信號。

2.如權利要求1所述的一種寬帶信道模擬裝置，其特征在于，所述數據采集卡提供了多種信號接入模式，所述接入模式包括噪聲消除模式和非接地單端模式。

3.如權利要求1所述的一種寬帶信道模擬裝置，其特征在于，還包括信號調理模塊和低通濾波器，所述信號調理模塊用于接收輸入信號，并將所述輸入信號處理為所述數據采集卡能處理的標準信號，所述低通濾波器用于接收所述標準信號，并對所述標準信號進行濾波處理后發送給所述數據采集模塊。

4.如權利要求1所述的一種寬帶信道模擬裝置，其特征在于，還包括阻抗分配器，所述阻抗分配器用于將所述信道運算模塊的輸出信號轉換為多路信號并使得所述多路信號的輸出滿足阻抗匹配要求。

5.如權利要求1所述的一種寬帶信道模擬裝置，其特征在于，所述數據采集卡被布置在加固計算機上。

6.一種寬帶信道模擬方法，其特征在于，包括步驟：

獲取預設置參數，所述預設置參數包括時間t、起始頻率f₁、截止頻率f₂和頻移速率f_V；

采集至少2個周期的波形數據；

根據所述起始頻率f₁、所述截止頻率f₂和所述頻移速率f_V根據計算頻率偏移量，根據所述頻率偏移量和時間獲得頻偏因子；其中，當頻率偏移量超過起始頻率f1與截止頻率f2時，則將頻移速率f_V置為負數，改變掃頻方向進行反向掃頻，以獲得頻偏因子；

對所述波形數據進行希爾伯特變換，獲得解析信號，將所述頻偏因子和所述解析信號相乘，獲得模擬的多普勒頻移信號；其中，對頻偏因子復數信號帶入歐拉公式變換為三角函數，分解為實部與虛部兩個部分，將復數信號與頻偏因子虛部相乘再與實部相加，從而得到頻移偏移后的波形數據；

獲取路徑數量N以及每條路徑的頻率放大倍數x_fn和幅值放大倍數x_vn(1≤n≤N)，將所述多普勒頻移信號作為每條路徑的原始模擬輸入數據，將所述多普勒頻移信號記為f'(t)，計算得到每條路徑的模擬輸出信號，第n條路徑的模擬輸出信號為x_fn·x_vn·f'(t)，最后每條路徑的輸出信號進行疊加，獲得模擬的多徑效應信號。