[发明专利]隧道环境多径与多普勒效应信道仿真器及仿真方法

权利要求书

1.一种隧道环境多径与多普勒效应仿真器，其特征在于，所述仿真器包括：数模转换电路（2）、低通滤波电路（3）、加法电路（4）、压控振荡器（5、6）、混频器（7、9）、低通滤波器（8）和高通滤波器（10），其特征在于所述数模转换电路（2）连接计算机（1），而有三个输出口分别连接低通滤波电路（3）、加法电路（4）、和一个压控振荡器2（6）的输入口，所述低通滤波电路（3）的输出口连接加法电路（4）的另一个输入口，所述加法电路（4）的输出口依次经压控振荡器1（5）、混频器1（7）、低通滤波器（8）、一个混频器2（9）连接到高通滤波器（10）的输入口，所述压控振荡器2（6）的输出口连接混频器2（9）的另一个输入口，所述混频器1（7）的另一个输入口连接原始信号，所述高通滤波器（10）的输出口输出信号；

 所述数模转换电路（2），用于转换多径和多普勒模型输出的多径、信道和多普勒参数，将其从数字信号转换为模拟信号，并通过端子板输出模拟信号；低通滤波电路（3）用于滤除数模转换器输出的多普勒参数的高频噪声，留取低频信号；加法电路（4），用于将经过低通滤波的多普勒参数与数模转换器（2）输出的信道参数叠加，使信道参数产生随机电压偏移；压控振荡器（5、6）包括压控振荡器1（5）和压控振荡器2（6），分别用于将输入的带有多普勒参数特征和多径参数特征的电压信号转换成频率具有相应特性的振荡信号；混频器（7、9）包括混频器1（7）和混频器2（9），混频器1（7）用于将输入的原始无线信号从射频段搬移至中频段，同时使原始信号产生频谱扩展，模拟多径信道中的多普勒频谱扩展，混频器2（9）用于将中频信号搬移至射频段，同时使原始信号发生频谱偏移，模拟多径信道中的频谱偏移；低通滤波器（8），用于对混频器1（7）输出的信号进行滤波，滤除在混频时产生的无用的高频信号；高通滤波器（10），用于对混频器2（9）输出的射频信号进行滤波，滤除在混频时产生的无用的低频信号。

2.一种隧道环境多径与多普勒效应仿真方法，采用根据权利要求1所述的隧道环境多径和多普勒效应仿真器进行仿真，其特征在于：使用射频电路的方法对无线信号进行处理，模拟隧道中的多径环境的方法，其具体步骤如下：

（1）、根据多径和多普勒效应的数据模型输出多径、信道、多普勒参数：从计算机（1）中读取多径信道的多普勒参数、信道参数和多径参数，通过PCI接口输出到数模转换电路，多普勒参数为高斯白噪声，信道参数和多径参数为直流电平，两者存在微小的电压差；

（2）、将多径、信道、多普勒数据的数字电平转换成模拟电平：从计算机（1）的PCI接口接收多径、信道、多普勒参数，通过数模转换电路（2）的计算，从数字信号转换为模拟信号，以电压的形式分别从三个输出口输出；

（3）、低通滤波电路（3）对数模转换电路（2）输出的多普勒参数进行滤波，滤除信号的高频部分，留取低频部分，其输出为低频的高斯白噪声；

（4）、加法电路（4）将数模转换电路（2）输出的信道参数和低通滤波电路（3）输出的噪声相加，使信道参数输出的直流电平受到噪声的影响产生随机电压偏移；

（5）、压控振荡器1（5）将包含窄带高斯白噪声的信道参数的电压信号转换为震荡信号，输出信号的频率在一定频率范围内随机变化，压控振荡器2（6）将多径参数的电压信号转换成为振荡信号，其输出信号频率在某一频点附近小幅振动；

（6）、混频器1（7）将输入的无线信号与压控振荡器1（5）输出的信号进行混频，由于压控振荡器1（5）的输出频率在一定频率范围内随机变化，其具有一定的频谱宽度，经混频器1（7）混频后无线信号将产生频谱扩展；

（7）、低通滤波器（8）将混频器1（7）输出的无用的高频部分滤除，保留信号的低频部分；

（8）、混频器2（9）将输入的低频信号与压控振荡器2（6）输出的信号混频，由于压控振荡器1（5）与压控振荡器2（6）的输出信号存在频率的偏移，使得混频后的信号与输入系统的原始信号出现频谱偏移；

（9）、高通滤波器（10）将混频器2（9）输出的无用的低频部分滤除，保留信号的高频部分，最终输出的即是通过多径信道后的信号。

3.根据权利要求2所述的一种隧道环境多径与多普勒效应仿真方法，其特征在于：上述步骤（5）、步骤（6）、步骤（7）、步骤（8）和步骤（9）是在射频上对无线信号进行处理的方法。