[发明专利]一种动态信道模拟装置及方法

权利要求书

1.一种动态信道模拟装置，其特征在于，包括：用户参数配置单元、射频输入单元、信道参数存储单元、信道模拟单元、射频输出单元；

用户参数配置单元输出端通过数据接口与信道参数存储单元输入端相连，用于用户参数配置、参数计算、参数传输；所述参数计算是根据用户配置参数计算信道参数，并进行参数定点化，具体步骤包括：

1)根据用户设置移动速度计算多普勒频率；

静态信道时，根据公式(1)计算多普勒频率，

移动信道时，先根据用户设置起始速度v₀、移动加速度a和公式(2)计算时刻t_k时的移动速度，再根据公式(1)计算此刻的多普勒频率，

v＝v₀+at_k (2)

2)根据用户设置参数计算各路径时延；

移动信道模式时，根据用户设置各路径基本时延τ_l，0、时延变化范围(τ_min，τ_max)、时延变化速率Δτ和公式(3)，计算各路径第t_k时刻的路径时延，

τ_l，k＝τ_l，0+Δτ·t_k (3)

且满足0≤τ_min≤Δτ·t_k≤τ_max≤40us；

生灭信道模式时，根据用户设置基本时延τ_l，0、时延变化范围(τ_min，τ_max)、时延间隔Δτ、生灭位置数M和公式(4)，计算各路径第t_k时刻的路径时延，

τ_l，k＝τ_l，k-1+Δτ·R (4)

其中，τ_l，k-1表示第l条路径在t_k-1时刻的时延，R为[1，M]区间内服从均匀分布的随机数，且满足0≤τ_min≤Δτ·R≤τ_max≤40us，τ_max＝τ_min+Δτ·(M-1)；

3)根据用户设置各路径衰落类型和频谱计算各路径衰落因子、离散多普勒以及相位；

4)将计算信道参数进行定点化处理；

射频输入单元的输出端与信道模拟单元输入端相连，用于接收各通道射频信号，分别将各通道射频信号下混频到中频，并将中频信号转换为数字信号，分别输入到信道模拟单元；

信道参数存储单元的输入端与用户参数配置单元输出端相连，输出端与信道模拟单元输入端相连，所述信道参数存储单元包括信道参数缓冲器、时钟计数器、信道参数寄存器、外部高速存储器；

信道模拟单元的输入端分别与射频输入单元和信道参数存储单元的输出端相连，输出端分别与射频输出单元和信道参数存储单元的输入端相连，所述信道模拟单元包括上下变频模块、信道模拟模块；下变频模块将信道模拟单元接收到的中频信号下变频到基带信号，然后传输到信道模拟模块，上变频模块将经过信道模拟后输出的复基带信号上变频到中频，然后传输到射频输出单元；信道模拟模块包括模拟多径时延、路径损耗、多径衰落、阴影衰落以及信道噪声；

射频输出单元的输入端与信道模拟单元输出端相连，用于将信道模拟单元输出的多通道中频数字信号转换为模拟信号，滤除镜像分量并分别上混频到射频，然后输出给外部设备。

2.如权利要求1所述的动态信道模拟装置，其特征在于，所述信道参数缓冲器在FPGA中实现，接收用户传递信道参数，根据用户参数中的帧头信息选择参数存储位置，信道模式为静态信道时，则将信道参数直接输出到信道参数寄存器，然后进行信道模拟；信道模式为移动信道或者生灭信道时，则向信道参数存储单元发送写指令，并将信道参数传送到外部存储器。

3.如权利要求1所述的动态信道模拟装置，其特征在于，所述时钟计数器由FPGA中100MHz系统时钟驱动，根据信道状态保持时间间隔向外部存储器发送读参数指令，并向参数寄存器发送配置指令配置下一时刻的信道参数。