[发明专利]实际信道结合计算机仿真测试信道传输性能的系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信系统中数据传输，特别涉及一种实际信道结合计算机仿真测试信道传输性能的系统及方法。

背景技术

传输信道的性能是通信系统的关键因素。信道传输性能的分析与测试是设计、规划及部署通信系统的必要手段。目前信道传输性能的分析及测试方法主要有以下几种：

1)理论模型及仿真分析

依据现有传输信道的理论模型，如瑞利统计模型、莱斯统计模型、Hata模型等，利用计算机进行信道建模，仿真传输信道，获得不同信噪比下的性能曲线。这种方法的优点在于：不需要购买专用的测试仪器和设备，成本较低；构建通信系统前就可以展开系统的理论分析及仿真工作，非常适用于系统的前期预言；大量的仿真平台和软件可供选择，可根据实际系统的需求编制仿真软件，测试方法、测试手段、测试范围，测试数据的记录方式也灵活多变；数据的发送和接收在一台计算机内部完成，处理简单，不需要发送端与接收端额外的协商和同步。

但是，该方法也存在以下缺陷：信道模型只是反映了在特定环境下传输信道的一阶或高阶统计特性，与实际的信道特性存在一定的差异，仿真所获得的性能曲线需要结合现场测试所获得的数据来分析具体通信系统中特定信道的传输性能；无法结合具体设备分析特定传输信道的稳定性；信道模型、数据发送、接收流程全部通过软件实现，编程工作量较大。

2)实际信道采用自环模式结合专用测试仪器的方法

如图1所示，将实际传输信道的两端连接到同一台专用测试仪器上，利用该设备同时模拟通信系统中的发送端和接收端。专用测试仪器按系统要求发送指定速率的数据包，经由实际信道传输后，专用测试仪器接收数据包，判断数据包经信道传输后能否正确接收，统计误码率、丢包率，生成性能曲线。在一台专用测试仪器内部同时处理数据的发送与接收，记录、统计、分析实际信道的传输性能。其优点在于：采用自环模式只需要一台专用测试仪器；无需信道建模，只需设置专用测试仪器的参数或编制相应的脚本文件，简化了测试软件的编程工作；能够获得实际传输信道的性能；数据的发送和接收在一台专用测试仪器的内部完成，不需要发送端与接收端额外的协商和同步。

但是，该方法也存在以下缺陷：由于传输信道的特点，自环方式可能无法反映其真实特性。例如对于无线信道，发送端必须与接收端间隔一定的距离，以反映信道的路径损耗和多径衰落。并且对于现场已部署的信道，难以采用自环模式测试其性能；需要购置专用测试仪器导致成本增加，并且可能需要针对不同的信道购买相应的专用测试仪器；需要专用测试仪器支持自环模式；测试手段、测试方法、测试范围和测试数据的记录方式受专用测试仪器所支持的功能限制；难以对一发多收的情况进行测试。

3)实际信道采用开环模式结合专用测试仪器的方法

如果自环模式不能反映信道的特性，或者难以采用自环模式测试信道的性能，可采用开环模式，如图2所示，将实际的传输信道与两台或多台专用测试仪器相连，利用一台或多台专用测试仪器模拟通信系统中的发送端，利用一台或多台专用测试仪器模拟通信系统中的接收端。专用测试仪器，即发送端按系统要求发送指定速率的数据包，经由实际信道传输后，专用测试仪器，即接收端接收数据包，判断数据包经信道传输后能否正确接收，统计误码率、丢包率，生成性能曲线。其优点在于：无需信道建模，只需设置专用测试仪器的参数或编制相应的脚本文件，简化了测试软件的编程工作；专用测试仪器无需支持自环模式；能够对一发多收、多发多收的情况进行测试；可用于现场已部署的信道、无线衰落信道的测试。

但是，该方法也存在以下缺陷：需要购置专用的测试仪器，对于点到多点，多点到多点的传输需要购置多台专用测试仪器，导致成本的急剧增加；测试手段、测试方法、测试范围和测试数据的记录方式受专用测试仪器所支持的功能限制；发送端和接收端位于不同的专用测试仪器中，收发双方需要协商和同步。

4)实际信道采用自环模式结合计算机仿真的方法