[发明专利]任意多普勒功率谱的无线衰落信道模拟装置及方法

权利要求书

1.一种任意多普勒功率谱的无线衰落信道模拟方法，其基于任意多普勒功率谱的无线衰落信道模拟装置，所述任意多普勒功率谱的无线衰落信道模拟装置包括相互对称的下行链路与上行链路模拟装置，其特征在于：所述上行链路模拟装置包括PC机用户交互单元(1-1)，信道参数处理单元(1-2)，信道产生叠加单元(1-3)，信号输入单元(1-4)以及信号输出单元(1-5)；

所述PC机用户交互单元(1-1)与信道参数处理单元(1-2)相连，PC机用户交互单元(1-1)包括参数设置模块(1-6)和参数计算模块(1-7)，用户选择根据场景需要预先设置好不同时刻的多普勒功率谱形状，参数计算模块(1-7)根据用户的设置，计算不同时刻的信道参数，通过PCIE总线实时的传输到信道参数处理单元(1-2)；

所述信道参数处理单元(1-2)与信道产生叠加单元(1-3)相连，所述信道参数处理单元(1-2)包括参数缓存模块(1-8)、参数内插模块(1-9)以及参数随机游走模块(1-10)，所述参数缓存模块(1-8)用于缓存PCIE总线传输的信道参数，参数随机游走模块(1-10)对信道参数施加一个随机的微小偏移，参数内插模块(1-9)对每一组信道参数进行线性内插；

所述信道产生叠加单元(1-3)包括第一时延(1-14)、第二时延(1-15)和信道衰落产生模块(1-16)，所述第一时延(1-14)、第二时延(1-15)对两路基带信号延时产生多径信号，所述信道衰落产生模块(1-16)接收信道参数处理单元(1-2)的信道参数产生两路正交的多径衰落信道；

所述信号输入单元(1-4)包括下混频(1-11)、模数转换(1-12)和下变频(1-13)，信号输入单元(1-4)用于将模拟的射频信号转换为基带的数字信号进入信道产生叠加单元(1-3)；

所述信号输出单元(1-5)包括上变频(1-17)、数模转换(1-18)和上混频(1-19)，信号输出单元(1-5)用于将信道产生叠加单元(1-3)输出的数字基带信号转换为射频信号输出，其特征在于：包括如下步骤

第一步，用户在PC机用户交互单元(1-1)设置参数，参数计算模块(1-7)根据输入的参数计算信道参数并进行定点量化得到硬件所需的信道参数；

第二步，PC机用户交互单元(1-1)通过PCIE总线实时的将每一时刻的信道参数传输到信道参数处理单元(1-2)的参数缓存模块(1-8)中；

第三步，参数缓存模块(1-8)中存储的信道参数经过参数内插模块(1-9)和参数随机游走模块(1-10)后传输给信道衰落产生模块(1-16)；

第四步，信号输入单元(1-4)将射频输入的模拟信号通过下混频(1-11)得到中频信号，经过模数转换(1-12)、下变频(1-13)转换为两路基带数字信号，转换后的数字基带信号经过时延后与信道衰落产生模块(1-16)产生的多径衰落卷积得到具有衰落特性的信号；

第五步，信道产生叠加单元(1-3)输出的复基带信号经过上变频(1-17)转换为中频信号，经过数模转换(1-18)和上混频(1-19)转换为射频信号输出；

第一步中具体方法如下：

(11)若用户直接输入多普勒功率谱密度S(f)则进行步骤(12)，若用户没有直接输入多普勒功率谱密度S(f)，则根据用户输入的多普勒功率谱形状和最大多普勒频移f_max确定多普勒功率谱密度S(f)；

(12)将多普勒功率谱密度S(f)围成的面积等分为N份，即

其中f_v为各区间的端点，为信道衰落的方差；

(13)利用公式(2)将步骤(12)中由f_v-1 f_v围成的子区间二等分

式中f_n即为所需的离散多普勒频率，将其定点量化；

(14)随机产生(-π,π]内均匀分布的初始相位并定点量化；

(15)重复步骤(11)到(14)得到每个多普勒功率谱形状对应的f_n和