[发明专利]一种基于基带等效信道模型的提高接收信号模拟准确度的方法

摘要

本发明给出了一种基于基带等效信道模型的提高接收信号模拟准确度的方法。无线通信系统中，发端数字基带信号到收端数字基带信号经历了数字上变频、DA变换、射频发射通道、发射天线、无线信道、接收天线、射频接收通道、AD变换、数字下变频等过程。整个过程可以看作是发端数字基带信号经过了一个信道，产生了失真，最终收端获得了失真后的数字基带信号，该信道也称为基带等效信道。本发明对该基带等效信道进行建模，提高了接收信号模拟的准确度，保证了系统所选解调算法对实际接收信号的性能。本发明可应用于卫星通信中的再生转发系统及透明转发系统的链路级仿真中。

主权项

一种基于基带等效信道模型的提高接收信号模拟准确度的方法，其特征在于步骤如下：(1)设发端基带处理单元输出的基带信号为X(n)，n＝1,...,N，N为总的样本点数，N为正整数，设基带信号X(n)抽样间隔为T_s，设收端基带处理单元输入的基带信号为T(n)；(2)发端包括基带处理模块、数字上变频模块、DA变换模块、射频发射通道模块、发射天线模块等，收端包括接收天线模块、射频接收通道模块、AD变换模块、数字下变频模块、基带处理模块等，在发端，步骤(1)的X(n)先经过数字上变频模块实现数字基带到数字中频的变换，再经过DA模块实现数字中频到模拟中频的变换，接着通过射频发射通道模块实现模拟中频到射频的变换，形成射频信号x(t)，最后通过发射天线模块向无线信道辐射；x(t)经过无线信道后，会变成多个信号，这些信号在接收天线处线性叠加后合并成一个信号y(t)：$y\left(t\right)=\underset{i=1}{\overset{K}{\&Sigma;}}a\left(i\right)x\&lsqb;t-\mathrm{\&tau;}\left(i\right)\&rsqb;cos\&lsqb;\mathrm{\&phi;}\left(i\right)\&rsqb;$式中，设定无线信道共提供了K条信号传播路径，第i条路径对发射信号x(t)造成的幅度衰减、时延、相位变化分别为a(i)、τ(i)和φ(i)，将y(t)的抽样间隔定为T_s，将y(t)抽样后的的数字信号表示为Y(n)：$Y\left(n\right)=\underset{i=1}{\overset{K}{\&Sigma;}}a\left(i\right)X\&lsqb;n-{\mathrm{\&tau;}}_i\&rsqb;e^{j\mathrm{\&phi;}\left(i\right)},n=1,...,N$式中，τ_i表示第i条传播路径带来的时延τ(i)是抽样间隔T_s的τ_i倍，N为总的样本点数，当τ(i)不是T_s的严格整数倍时，采用先升采样，后降采样的方法对τ_i向整数进行逼近；(3)将步骤(2)中的Y(n)添加载波频偏Δf和载波相偏Δφ后表示为R(n)，则$R\left(n\right)=Y\left(n\right)\&CenterDot;e^{j(\frac{2\mathrm{\&pi;}\mathrm{\&Delta;}f\&CenterDot;n}{f_s}+\mathrm{\&Delta;}\mathrm{\&phi;})},n=1,...,N$式中，f_s表示采样频率，f_s和采样间隔T_s之间的关系为(4)将步骤(3)中的R(n)添加噪声W(n)影响后表示为Z(n)，则Z(n)＝R(n)+W(n)  n＝1,...,N其中，W(n)服从复高斯分布，包括无线传输环境对接收信号引入的自由空间噪声，以及接收机内部的有源器件对接收信号引入的热噪声；(5)在收端引入采样偏差，设收端和发端采样时钟偏差为Δf_s，定义为以ppm为单位，其中f_s表示发端DA时钟频率，f_s′表示收端AD时钟频率，若Δf_s>0，则收端采样率偏高，即此时收端T(n)获得比发端X(n)多的采样点；若Δf_s<0，说明收端采样率偏低，此时收端T(n)获得比发端X(n)少的采样点，使用插值滤波进行采样偏差模拟，即将步骤(4)中的Z(n)进行插值滤波后形成T(n)，表示为：$T\left(n\right)=Z\&lsqb;n-\frac{(n-1){\mathrm{\&Delta;f}}_s}{{10}^6}\&rsqb;,n=1,...,N$得到收端基带处理单元输入的数字基带信号T(n)，即完成了对收端数字基带信号的模拟。