[发明专利]一种瑞利-巴特沃斯衰落信道的验证系统

说明书

一种瑞利‑巴特沃斯衰落信道的验证系统，包括信号发生模块，信道产生模块与信道验证模块。信号发生模块生成输出频率、输出功率适当的正弦波信号，信道产生模块基于生成的正弦波信号，生成瑞利‑巴特沃斯衰落信道的仿真模型，信道验证模块对生成的瑞利‑巴特沃斯衰落信道仿真模型使用验证方法，基于统计学中的假设检验理论，进行时域衰落特性、一阶统计特性与二阶统计特性的验证。本发明使用极大似然估计法求取瑞利分布与均匀分布关键参数，可根据对精确度需求的不同，自主调整显著性水平。本发明在定性比较的基础上，将验证结果量化，使验证结果清晰直观。

技术领域

本发明涉及无线通信中信道建模与仿真领域，更具体地说，是涉及一种瑞利-巴特沃斯衰落信道仿真模型性能的验证系统。

背景技术

瑞利衰落信道模型是无线通信信道最重要、最基础的仿真模型。无线信道中的平坦衰落信道基本上都是在瑞利信道模型的基础上修改而成，比如应用同样广泛的莱斯信道就可以通过在瑞利信道的基础上简单的添加直流分量实现，而频率选择性衰落信道基本上都是几种平坦衰落信道叠加的结果。

小尺度平坦衰落信道中，由于移动体处于不断的运动状态，导致接收端接收到的是来自不同路径的多径信号。移动台的速率将会导致每条多径分量具有不同的多普勒频移，同时假设移动台接收的信号的入射角度在[0,2π]间均匀分布。这样就产生了具有特定环境下的多普勒功率谱密度特性。根据所产生的不同多普勒功率谱密度特性，又可将瑞利衰落信道细化为瑞利-平坦衰落信道，瑞利-圆拱衰落信道，瑞利-巴特沃斯衰落信道等。

目前，基于不同多普勒功率谱的瑞利衰落信道，其建模方法与验证方法只是将理论值与仿真值进行简单的直观比较，并不能科学严谨地验证模型是否准确有效，因此，需要一套可靠有效的验证技术方案，对不同多普勒功率谱的瑞利衰落信道进行验证。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种工作可靠，验证结构准确的瑞利-巴特沃斯衰落信道的验证系统。

本发明通过瑞利-巴特沃斯衰落信道的验证系统来验证信道特性是否符合瑞利-巴特沃斯衰落信道理论模型信道特性。

一种瑞利-巴特沃斯衰落信道的验证系统，包括信号发生模块、信道产生模块和信道验证模块。信号发生模块产生两路相同的信号，并通过两路SMA传输线，分别与信道产生模块和信道验证模块单向连接；信道产生模块包括瑞利-巴特沃斯衰落信道模拟器或仿真计算机，信道产生模块通过GPIB通用接口总线与信道验证模块单向连接，信道产生模块接收信号发生模块传输的信号，选择使用瑞利-巴特沃斯衰落信道模拟器或仿真计算机，产生瑞利-巴特沃斯衰落信道仿真模型，并将产生的瑞利-巴特沃斯衰落信道仿真模型传输至信道验证模块；信道验证模块，获取来自信号发生模块和信道产生模块的输出信号，通过验证方法，验证信道是否符合预期。

所述信号发生模块，其功能为生成输出频率、输出功率适当的至少两组正弦波信号，每组包含两路正弦波信号。各组正弦波信号通过一路SMA传输线传输给信道产生模块，各组正弦波信号通过另一路SMA传输线传输给信道验证模块。本发明使用Keysight33522B，20MHz，2通道函数发生器作为信号发生模块，生成频率为10Mhz的至少两组正弦波信号。

所述信道产生模块，其功能为生成瑞利-巴特沃斯衰落信道仿真模型；瑞利-巴特沃斯衰落信道模拟器能直接生成瑞利-巴特沃斯衰落信道仿真模型，仿真计算机上模拟有巴特沃斯滤波器；通过仿真计算机生成瑞利-巴特沃斯衰落信道仿真模型的方法为：对于信号发生模块生成的至少两组正弦波信号，将位于同一组的两路正弦波信号进行叠加得到相应的高斯信号，高斯信号的组数与正弦波信号的组数相同；对各组高斯信号分别进行傅里叶变换，并分别使用计算机模拟的巴特沃斯滤波器进行滤波，将滤波之后的各组信号进行逆傅里叶变换，转化至复域后进行叠加，转化至复域进行叠加后得到的信号即为瑞利-巴特沃斯衰落信道仿真模型，将瑞利-巴特沃斯衰落信道仿真模型传送至信道验证模块。