专利名称：无线信道测试装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及通信领域中的一种无线信道测试设备，特别适用 于对各种地形、气候条件下作无线信道测试设备。
背景技术：
散射通信在通信领域中的作用和优势已经越来越多地被人们所 了解并得到了应有的重视。近年来，随着通信技术的发展，散射通信 各项技术性能指标得到了很大提高。但由于过去缺少某些散射链路，
对于散射电波的传播特性的数据积累较少；因此，亟需了解散射电波 的传播特性，为散射设备的改造、研制和使用提供更可靠的技术支持。 发明内容
本实用新型的目的在于避免上述背景技术中的不足之处而提供 一种能准确测试无线信道的电平衰落特性、频率相关特性、多径时延 和空间相关性等参数的无线信道特征的无线信道测试装置，本实用新 型可以根据不同的信道特点设置不同的测试参数，还具有体积小、重 量轻、集成化程度高、操作简便等特点；本实用新型采用4种不同的 信号形式测试信道的四种特征，。
本实用新型的目的是这样实现的它由调制器1、解调器2、 USB 接口3、 10MHz铷钟4、电源5组成，其中调制器l中频出端口 2、 3分别与外接设备中频端口 C、 D相连；调制器1控制信号入端口 1 与解调器2出端口 3相连;解调器2中频入端口 1与外接设备中频端 口 B相连;解调器2数据出入端口 2与USB接口 3出入端口 2相连;USB接口 3出入端口 1与相应计算机出入端口 A相连；10MHz铷钟 4输出端与调制器1、解调器2参考信号端连接，电源5出端+V电压
端与各部件相应电源端连接。
本实用新型调制器1包括低中频调制器6、 D/A变换器7、本振 模块8、混频器9、 10、放大器ll、 12、带通滤波器13、 14，其中低 中频调制器6的输入端口 1脚通过总线与解调器2的输出端口 3相连， 其输出端口 2、3脚分别通过数据总线与D/A变换器7各输入端口 1、 2脚相连；混频器9、 10各输入端口 1脚分别通过信号线与D/A变换 器7的输出端口 3、 4脚连接，各入端2脚本振模块8的输出端口 1 脚相连，各输出端口3脚通过信号线分别与放大器11、 12各输入端 口 1脚相连；放大器11、 12各输出端口 2脚分别通过信号线与带通 滤波器13、 14的输入端口1脚相连，带通滤波器13、 14输出端口2 脚分别通过中频电缆与设备中频出端口 C、D相连；低中频调制器6、 D/A变换器7、本振模块8、混频器9、 10、放大器ll、 12各入端7 脚与电源5出端+V电压端连接、各入端8脚与地端连接。
本实用新型解调器2包括数控衰减器15、 LC滤波器16、单片晶 体滤波器17、信号切换模块18、放大器19、本振模块20、混频器 21、放大器22、 A/D变换器23、数字下变频器24、电平检测模块25、 多径时延检测模块26、帧同步提取模块27、空间相关性检测模块28、 相关带宽检测模块29、检测后数据处理模块30、数控衰减器控制模 块31，其中数控衰减器15的输入端口 1脚通过电缆与设备中频入端 口 B相连，输出端口 2脚分别与LC滤波器16输入1脚相连；LC滤波器16输出2脚与单片晶体滤波器17输入1脚、信号切换模块
18输入2脚相连；信号切换模块18输入1脚与单片晶体滤波器17 输出2脚相连，其输出3脚与放大器19输入1脚相连；混频器21 的输入端口 1、 2脚分别通过信号线与放大器19的输出端口 2脚、本 振模块20的输出端口 l脚相连，其输出端口3脚通过信号线与放大 器22的输入端口 1脚相连;A/D变换器23的输入端口 1脚与放大器 22的输出端口 2脚相连，输出端口 2脚通过数据线与数字下变频器 24的输入端口 l脚相连；数字下变频器24的输出端口2脚分别与电 平检测模块25的输入端口 l脚、多径时延检测模块26的输入端口 1、 帧同步提取模块27的输入端口 1脚、空间相关性检测模块28的输入 端口 1脚、相关带宽检测模块29的输入端口 1脚相连；帧同步提取 模块27的输出端口 2脚与空间相关性检测模块28输入端口 2脚、相 关带宽检测模块29输入端口 2脚并连;检测后数据处理模块30输入 端口 1脚与电平检测模块25输出端口 2脚相连，输入端口 2脚与多 径时延检测模块26输出端口 2脚相连，输入端口 3脚与空间相关性 检测模块28输出端口 3脚相连，输入端口 4脚与相关带宽检测模块 29输出端口 3脚相连，其输出端口 5脚与数控衰减器控制模块31输 入端口l脚相连，入出端口 6脚与USB接口 3出入端口相连，出端 9脚与调制器1入端口 1连接；数控衰减器控制模块31输出端口 2 脚与数控衰减器15输入端口 3脚相连；数控衰减器15、信号切换模 块18、放大器19、本振模块20、放大器22、 A/D变换器23、数字 下变频器24、电平检测模块25、多径时延检测模块26、帧同步提取模块27、空间相关性检测模块28、相关带宽检测模块29、检测后数 据处理模块30、数控衰减器控制模块31各输入端7脚与电源5出端 +V电压端连接、各输入端8脚与地端连接。 本实用新型相比背景技术具有如下优点
1. 本实用新型采用调制器l、解调器2进行无线信道的电平衰 落特性、频率相关特性、多径时延和空间相关性特性测试，通过USB 接口 3与计算机连接处理可以实时显示当前信道特征，并把测试数据 存储在计算机上，以便对信道特性进行后续统计处理，获得信道准确 的统计特征。
2. 本实用新型采用了高稳定度的10MHz铷钟作为参考源，系 统频偏可以控制在很小范围之内，检测性能可以达到很高精度。
3. 本实用新型的调制器l、解调器2主要部件采用大规模现场 可编程器件，可通过配置不同的程序灵活地实现对本装置工作参数的 修改，满足不同通信特性要求。
4. 本实用新型可以通过USB接口 3控制对设备进行参数配置以 应用与各种无线信道，适用范围广。
5. 本实用新型集成化程度高，利用一个2U高的设备机箱制作， 因此体积小，重量轻，性能稳定可靠，可以做到无人值守下工作，维 修方便。
图1是本实用新型电原理方框图。
图2是本实用新型调制器6实施例的电原理图。图3是本实用新型解调器11实施例的电原理图。
具体实施方式
参照图1至图3，本实用新型由调制器l、解调器2、 USB接口 3、 10MHz铷钟4、电源5组成，图1是本实用新型的电原理方框 图，实施例按图l连接线路。
本实用新型调制器1的作用是产生无线信道测试所需的各种信 号(单频信号、扩频信号、慢跳频信号)并搬移到70MHz。调制器 1由低中频调制器6、 D/A变换器7、本振模块8、混频器9、 10、放 大器ll、 12和带通滤波器13、 14组成，图2是本实用新型调制器1 的电原理图，实施例按图2连接线路。低中频调制器6根据计算机控 制产生四种不同的低中频数字信号，经D/A变换器7后转换为模拟 信号，并在混频器9、 10中与本振模块8所产生的本振信号进行混频 得到中频为70MHz的调制信号，该中频调制信号再通过放大器11、 12、带通滤波器13、 14进行带通滤波和放大后与设备中频输出相连 的C、 D端进行发送。实施例低中频调制器6采用美国Altera公司 生产的Cyclone II系列数字现场可编程芯片EP2C8制作；D/A变换 器7采用美国AD公司生产的AD9763芯片制作；本振模块8采用美 国Silicon Laboratories公司生产的SI4133芯片制作;混频器9、 10 采用成都亚光公司生产的HSB-3混频器制作；带通滤波器13、 14采 用电子科技集团第13研究所生产的6MB/E-70/U20-22制作；放大器 11、 12采用美国MINI公司生产的ERA-3SM放大器制作。
本实用新型解调器2的作用是对接收的信号进行数字处理，得出表征信道特征的数据送与USB接口单元3。它由数控衰减器15、 LC 滤波器16、单片晶体滤波器17、信号切换模块18、放大器19、本振 模块20、混频器21、放大器22、 A/D变换器23、数字下变频器24、 电平检测模块25、多径时延检测模块26、帧同步提取模块27、空间 相关性检测模块28、相关带宽检测模块29、检测后数据处理模块30、 数控衰减器控制模块31组成，图3是本实用新型解调器2的电原理 图，实施例按图3连接线路。图3中设备中频入端口 B信号输入数 控衰减器15，输出幅度相对稳定的中频信号，然后经过LC滤波器 16、单片晶体滤波器17、信号切换模块18、放大器19、本振模块20、 混频器21、放大器22、 A/D变换器23后输入数字下变频器24进行 数字处理。数字处理主要分四部分，电平检测是通过窄带滤波器后检 波的方式检测出信号电平；多径时延测试是通过对直扩信号的匹配滤 波处理得出相关峰信息，由计算机得出相关参数；空间相关性检测、 相关带宽检测原理相似，均是对接收的跳频信号首先解跳，然后对每 一种频率的信号进行电平分析，得出信道各频率点的电平信息，通过 计算机计算出相应参数。实施例数控衰减器15采用M/A-COM公司 的AT65-0106芯片制作；LC滤波器采用电子科技集团第13研究所 生产的6MB/E-70/U20-22制作；单片晶体滤波器17采用北京晨晶公 司生产的S69M7.5A制作；信号切换模块18采用Hittite Microwave 公司生产的HMC349制作；放大器19采用MINI公司生产的 MAR-8SM制作；本振模块20采用美国Silicon Laboratories公司生 产的SI4133芯片制作；混频器21采用成都亚光公司生产的HSB-3混频器制作；放大器22采用MINI公司生产的ERA-5SM制作；A/D 变换器23采用美国AD公司生产的AD9218芯片制作；数字下变频 器24、电平检测模块25、多径时延检测模块26、帧同步提取模块27、 空间相关性检测模块28、相关带宽检测模块29、检测后数据处理模 块30、数控衰减器控制模块31采用一块美国Altera公司生产的 StratixII系列数字现场可编程器件EP2S60芯片制作。
本实用新型USB接口 3的作用是进行设备与计算机的有效数据 传输，实施例采用CYC68013制作，兼容USB2.0、 USBl.l。
lOMHz铷钟4作用是为调制器1、解调器2提供高稳定的lOMHz 参考源，实施例釆用法国TEMEX公司的lOMHz铷钟制作。
本实用新型电源5作用是提供各部件的直流工作电压，实施例采 用市售通用集成稳压直流电源模块制作，其输出+V电压为+12V。
本实用新型工作原理如下
本装置处于电平检测状态时,调制器1发送70MHz的单频信号， 接收信号经过数控衰减器15、 LC滤波器16、单片晶体滤波器17、 信号切换模块18、放大器19、本振模块20、混频器21、放大器22、 A/D变换器23后进行数字处理，在电平检测模块25内进行电平检测， 检测出信号电平强度，输入至检测后数据处理模块30， 一方面去控 制数控衰减器15， 一方面通过USB接口送与计算机进行处理，计算 出信号均值电平、中值电平、衰落幅度、衰落速率及衰落深度，同时 把相关数据存储在计算机内。本装置处于多径时延测试状态时，调制 器1发送中心频率为70MHz的直接序列扩频信号，接收信号经过数控衰减器15、 LC滤波器16、信号切换模块18、放大器19、本振模 块20、混频器21、放大器22、 A/D变换器23后进行数字处理，经 过数字下变频24后，输出两路正交的基带信号进入多径时延检测模 块26，在此模块内对数据进行匹配滤波，取模等处理后输出相关峰， 然后输入至检测后数据处理模块30， 一方面去控制数控衰减器15， 一方面经过USB接口 3传送给计算机，计算出多径时延数据，并描 绘出多径时延功率普、多径概率分布图。本装置处于空间相关性测试 时，调制器l发送中心频率为70MHz的慢跳频信号，接收信号经过 数控衰减器15、 LC滤波器16、信号切换模块18、放大器19、本振 模块20、混频器21、放大器22、 A/D变换器23后进行数字处理， 经过数字下变频24后，通过帧同步提取模块25提取出帧同步信号， 送与空间相关性检测模块26，在此模块内经过取模、滤波等数字处 理后输出检测信息，然后输入至检测后数据处理模块30， 一方面去 控制数控衰减器15， 一方面经过USB接口3传送给计算机，计算出 空间相关性系数。本装置处于相关带宽测试时，调制器l发送中心频 率为70MHz的慢跳频信号，接收信号经过数控衰减器15、 LC滤波 器16、信号切换模块18、放大器19、本振模块20、混频器21、放 大器22、 A/D变换器23后进行数字处理，经过数字下变频24后， 通过帧同步提取模块25提取出帧同步信号，送与空间相关性检测模 块26，在此模块内经过取模、滤波等数字处理后输出检测信息，然 后输入至检测后数据处理模块30， 一方面去控制数控衰减器15， 一 方面经过USB接口3传送给计算机，计算出相关带宽。本实用新型安装结构如下:所有电路器件按图1至图3连接线路。
它们结构形式为四块印制板，长、宽分别为200X 140mm、 160X 140mm、 300X130 mm、 150X80 mm，安装在一个长、宽、高为483 X420X89 mm的设备机箱内，在机箱的前面板上安装电源开关及工 作状态指示灯，在后面板上安装USB接口插座A，中频入插座B， 中频出插座C、 D，组装成本实用新型。
权利要求1. 一种无线信道测试设备，它包括USB接口(3)、10MHz铷钟(4)、电源(5)，其特征在于还包括调制器(1)、解调器(2)，其中调制器(1)中频出端口2、3分别与外接设备中频端口C、D相连；调制器(1)控制信号入端口1与解调器(2)出端口3相连；解调器(2)中频入端口1与外接设备中频端口B相连；解调器(2)数据出入端口2与USB接口(3)出入端口2相连；USB接口(3)出入端口1与相应计算机出入端口A相连；10MHz铷钟(4)输出端与调制器(1)、解调器(2)参考信号端连接，电源(5)出端+V电压端与各部件相应电源端连接。
2. 根据权利要求1所述的无线信道测试设备，其特征在于调制 器(1)包括低中频调制器(6)、 D/A变换器(7)、本振模块(8)、混 频器(9、 10)、放大器(11、 12)、带通滤波器(13、 14)，其中低中频 调制器(6)的输入端口 l脚通过总线与解调器(2)的输出端口 3相连， 其输出端口 2、 3脚分别通过数据总线与D/A变换器(7)各输入端口 1、 2脚相连；混频器(9、 10)各输入端口 1脚分别通过信号线与D/A变 换器(7)的输出端口 3、 4脚连接，各入端2脚本振模块(8)的输出 端口1脚相连，各输出端口3脚通过信号线分别与放大器(11、 12)各 输入端口l脚相连；放大器(11、 12)各输出端口2脚分别通过信号线 与带通滤波器(13、 14)的输入端口l脚相连，带通滤波器(13、 14) 输出端口2脚分别通过中频电缆与设备中频出端口C、 D相连；低中频 调制器(6)、 D/A变换器(7)、本振模块(8)、混频器(9、 10)、放大 器(11、 12)各入端7脚与电源(5)出端+V电压端连接、各入端8脚 与地端连接。
3.根据权利要求1或2所述的无线信道测试设备，其特征在于解调器(2)包括数控衰减器(15)、 LC滤波器(16)、单片晶体滤波器(17)、 信号切换模块(18)、放大器(19)、本振模块(20)、混频器(21)、放 大器(22)、 A/D变换器(23)、数字下变频器(24)、电平检测模块(25)、 多径时延检测模块(26)、帧同步提取模块(27)、空间相关性检测模块(28) 、相关带宽检测模块(29)、检测后数据处理模块(30)、数控衰 减器控制模块(31)，其中数控衰减器(15)的输入端口 1脚通过电缆 与设备中频入端口B相连，输出端口2脚分别与LC滤波器(16)输入 1脚相连；LC滤波器(16)输出2脚与单片晶体滤波器(17)输入1 脚、信号切换模块(18)输入2脚相连；信号切换模块(18)输入l脚 与单片晶体滤波器(17)输出2脚相连，其输出3脚与放大器(19)输 入1脚相连；混频器(21)的输入端口 1、 2脚分别通过信号线与放大 器(19)的输出端口2脚、本振模块(20)的输出端口l脚相连，其输 出端口3脚通过信号线与放大器(22)的输入端口l脚相连；A/D变换 器(23)的输入端口 l脚与放大器(22)的输出端口2脚相连，输出端 口 2脚通过数据线与数字下变频器(24)的输入端口 l脚相连；数字下 变频器(24)的输出端口 2脚分别与电平检测模块(25)的输入端口 1 脚、多径时延检测模块(26)的输入端口 1、帧同步提取模块(27)的 输入端口 l脚、空间相关性检测模块(28)的输入端口 l脚、相关带宽 检测模块(29)的输入端口 l脚相连；帧同步提取模块(27)的输出端 口2脚与空间相关性检测模块(28)输入端口2脚、相关带宽检测模块(29) 输入端口 2脚并连；检测后数据处理模块(30)输入端口 l脚与电平检测模块(25)输出端口2脚相连，输入端口2脚与多径时延检测模块(26)输出端口 2脚相连，输入端口 3脚与空间相关性检测模块(28) 输出端口3脚相连，输入端口4脚与相关带宽检测模块(29)输出端口 3脚相连，其输出端口 5脚与数控衰减器控制模块(31)输入端口 l脚 相连，入出端口6脚与USB接口 (3)出入端口相连，出端9脚与调制 器(1)入端口 1连接；数控衰减器控制模块(31)输出端口 2脚与数 控衰减器(15)输入端口 3脚相连；数控衰减器(15)、信号切换模块(18)、放大器(19)、本振模块(20)、放大器(22)、 A/D变换器(23)、 数字下变频器(24)、电平检测模块(25)、多径时延检测模块(26)、 帧同步提取模块(27)、空间相关性检测模块(28)、相关带宽检测模块(29)、检测后数据处理模块(30)、数控衰减器控制模块(31)各输入 端7脚与电源(5)出端+V电压端连接、各输入端8脚与地端连接。
专利摘要本实用新型公开了一种无线信道测试设备，它涉及通信领域中无线信道特性测试的装置。它由调制器、解调器、USB接口单元、电源、10MHz铷钟等部件组成。本实用新型能够测试信道的电平衰落特性、频率相关特性、多径时延和空间相关性等参数的无线信道特性。并且本实用新型设备自动化程度较高，通过USB接口连接计算机，可设置多种工作状态，进行循环测试或单项测试，采集的数据能自动存储在计算机内。本实用新型具有体积小、重量轻、集成化程度高、操作简便等特点，特别适用于对各种地形、气候条件下的无线信道测试设备。
文档编号H04B17/00GK201234259SQ20082007800
公开日2009年5月6日 申请日期2008年7月25日 优先权日2008年7月25日
发明者刘丽哲, 周现国, 复 张, 徐松毅, 李经安, 杨坤茹, 斌 王, 甘启光, 郝清涛, 陈强辉, 隋占菊 申请人:中国电子科技集团公司第五十四研究所