[发明专利]分布式多输入多输出无线通信系统真实环境测试平台

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于分布式的多输入多输出无线通信系统平台，属于多输入多输出平台系统实现的技术领域。

背景技术

传统的无线通信系统采用的是单输入单输出系统(SISO，Single Input Single Output)。这种系统受到香农容量的限制，因此不论采用何种信道编码或调制方式，无线信道都很难满足高速速度传输的要求。

用户对数据速率更高的要求使提高数据速率迫在眉睫。近年来，主要采用空间分集的方式提高信噪比增大系统的容量，而这种方式是通过在接收端使用多元阵列天线，发射天线采用一个信元(即单输入多输出系统(SIMO，Single Input Multiple Output))来实现的。SIMO系统大大增加了终端设备的体积、成本和发射功率。多天线和射频在终端的使用使得终端设备复杂而又昂贵，因此这种方式基本不被采用。更经济的方法是把设备的复杂性转移到基站上。一个基站往往为成百上千的用户提供服务，因此增加基站的成本或发射功率比要求移动终端消耗巨大能量来说实际得多。这种发送端的分集技术即等价于多输入单输出系统(MISO，Single Output Multiple Input)。

SIMO和MISO技术的进一步发展产生了发送接收同时采用阵列天线的系统，即多输入多输出系统(MIMO，Multiple Input Multiple Output)。从1998年开始，国内外著名研究机构和学者们对MIMO技术开始了大量深入的研究。MIMO系统可以采用多部天线的发射/接收技术，减轻多径衰落、消除共道干扰，以及减少发射功率，因此受到会议和标准广泛的关注，并且已经成为利用空间分集以提高频率利用率的必然趋势。

无线信道是一个同时受频率选择性衰落、码间干扰、同频道干扰等多个因素影响的复杂系统。虽然目前有多种信道模型可用于评价算法在MIMO系统中的性能，但得到的结果只是基于简单的数学推导或数学计算(MATLAB)仿真，并且每种信道模型都是基于某些假设才能成立。

实际环境中的无线信道中的噪声功率是未知的，信号波形在传输中受无线信道带宽的影响，发送接收端的采样时钟差异影响着信号判决的准确性。以上列举的问题在仿真中或者被简化成固定的数值，或者被假设为按某种概率密度函数分布，这使得MIMO系统中的算法在真正投入应用时出现很多不可预料的结果。

发明内容

本发明针对现有的无线通信系统仅使用简化的无线信道仿真算法所带来的问题，提供一种多输入多输出无线通信系统真实环境测试平台，该平台使发送接收经历一个完整的从星座映射、脉冲成型、调制，到同步、解调、判决的传输过程，并通过真实的无线信道传输，受到整个系统所带来的影响，恢复的信号能够更加准确的检验MIMO系统算法的性能。

本发明的分布式多输入多输出无线通信系统真实环境测试平台包括客户端、发送端和接收端，客户端指用于基带处理的用户计算机，发送端和接收端各使用一台计算机，三者通过有线或无线局域网相互连接；客户端负责形成基带采样数据并将数据通过有线或无线局域网发送至发送端，通过有线或无线局域网自接收端接收采样数据，并通过基带处理恢复出原始信号；发送端负责接收客户端传来的采样数据，同时通知接收端，在经过基带信号数字上变频至中频、数模转换、中频模拟上变频至射频的过程后最终通过天线将射频模拟信号送至无线信道；接收端通过天线接收来自发送端的射频模拟信号，并经过射频模拟下变频至中频、模数转换、中频数字下变频至基带的过程后得到基带采样数据，之后，通过有线或无线局域网返回至客户端。

客户端包括两部分，第一部分是在用户计算机内进行的仿真基带信号处理，其作用一是生成发送端的基带采样点，二是处理客户端用户计算机送回的接收数据，并把这些接收数据恢复为二进制数据流；第二部分是动态链接库，其作用一是改变仿真生成的基带采样点，使基带采样点的保存格式对发送端的发送电路可读，将基带采样发送至发送端；二是接收来自接收端的数据，并保存为文件以进行数据恢复的处理。