[发明专利]一种动态信道模拟装置及方法

说明书

本发明提出了一种适用于多种移动通信场景的动态信道模拟装置及方法，通过用户软件界面选择信道模式，配置计算相应的信道参数并对参数进行定点化，然后通过数据接口将定点化信道参数传递给FPGA，由FPGA根据用户选择信道模式选择参数存储位置，再将信道参数实时配置给信道模拟器，在FPGA中实现动态信道模拟。动态信道模拟又包括移动信道和生灭信道两种信道模式，此外，本发明的模拟装置还可以实现静态信道模拟。

技术领域

本发明涉及无线信息传输技术领域，特别涉及一种动态信道模拟装置，还涉及一种动态信道模拟方法，针对移动通信场景时的动态信道模拟。

背景技术

动态信道模拟器可以在实验室中模拟实际移动通信场景对无线信号传播的影响，广泛应用于移动通信设备的研发与测试。随着移动通信技术的高速发展，人们对无线通信的可靠性、稳定性和安全性要求越来越高。然而，移动通信信道具有易衰减、强干扰、不稳定等特点，在移动通信过程中，信道状态随着通信环境的变化而不断发生改变。通信设备研发过程中，需要考虑移动信道特性对其性能的影响，实际场景测试需要耗费大量的人力、物力和财力，而且测试信道状态具有不可预测性和不可重复性。因此需要在实验室中模拟移动通信场景，多次反复模拟测试移动信道特性对通信设备性能的影响，以缩短研发周期，降低研发成本。

动态场景下，通信设备的收发天线处于移动状态，传播环境不断发生变化，时延、最大多普勒频移和路径损耗等信道参数应当具有随机性。同时，信道场景的连续变化也造成时延、最大多普勒频移和路径损耗有规律的连续变化。t时刻下信道冲击响应理论模型可表示为

其中，t表示时间；表示时变的路径损耗、信道衰落及多径时延参数。动态信道的时变冲击响应如图1所示。动态信道可以分为移动信道和生灭信道两种，其中，移动信道路径时延随时间变化而变化；生灭信道则是两条可分辨径时延交替变(“生”)和不变(“灭”)，而且变化的位置是随机的。

当前无线信道模拟方法主要有两种：第一种是利用计算机软件仿真模拟，第二种是利用信号处理芯片进行信道模拟。这两种方法各有优缺点，计算机软件仿真可以模拟复杂信道模型，进行复杂算法设计，实现精度高，然而该方法算法复杂度较高，运算速度比较慢；信号处理芯片进行信道模拟运算速度快，实时性高，但是受硬件资源的限制，不能进行复杂算法设计，而且实现精度受限。

在现有仪器设备中，伊莱比特公司的Propsim F8，它可以同时支持3GPP/3GPP2、WCDMA、GSM、TD-SCDMA等，可满足大部分场景下移动通信信道的模拟测试需求；安捷伦公司的基带发生器和信道模拟器N5106A，支持160MHz带宽，可模拟动态信道，最大支持24径；思博伦公司的SR5500可针对具有多样性波束形成和MIMO的先进接收机，准确的仿真复杂的宽带无线信道特征，能够实现复杂的MIMO信道测试。然而大多数产品仅支持静态信道模拟，或者仅支持动态信道模拟或生灭信道模拟中的一种，本专利不仅支持静态信道模拟，还支持动态信道及生灭信道模拟，可以支持多种衰落类型。

现有的信道模拟装置仅支持静态信道模拟，或者仅支持移动信道模拟或生灭信道模拟中的一种，此外，现有装置大多操作复杂，成本较高。

发明内容

针对现有技术的上述缺点，本发明的目的是提供一种基于软件无线电技术的动态信道模拟装置及方法，可以支持静态信道、移动信道及生灭信道三种信道模拟，可以支持多种衰落类型，具有操作简单，成本低等优点。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种动态信道模拟装置，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；