专利名称：一种基于虚拟仪器技术的信道仿真方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信技术领域，涉及射频信号无线传输特性的研究，本方案提供一种基于虚拟仪器技术的信道仿真方法及装置。
背景技术：
现有和未来的无线通信系统需要实现高数据率，高可靠性，高度稳定的服务质量，高频谱效率和高速移动性。充分理解无线信道并考虑其特性已经成为无线产品设计中至关紧要的因素。无线系统和产品研发工程师都知道一旦工作与无线信道有关就会变得麻烦起来，因为信道并不在实验室中，而且随时间、地点和地理条件变化。信道仿真把各类无线信道环境带到工程师的实验室中，使他们能够考虑多径衰落，信道相关性，噪声与干扰等因素带来的影响。因此如今的产品性能测试、一致性测试和同类产品比较测试都需要考虑无线信道的影响，模拟信道的市场正在不断增长，而且其增长率高于测试与测量市场的平均值。这反映了无线通信系统的趋势是越来越复杂的技术综合。信道仿真器的信道模型多为卫星通信或移动通信信道，基本采用FPGA的技术实现，存在一定的不足，不能产生较真实的实际遥控信号，最后在这些信道仿真器中有的没有调制模块或者调制方式单一，带来的问题是在实际应用中，加信号源模块，增加了系统的复杂度。为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种基于虚拟仪器技术的信道仿真方法及装置，尝试克服传统设计信道仿真器的控制参数的调节复杂的不足，实现对通信系统信道满足瑞利分布衰减特性，灵活调整信道传输特性以仿真不同特性的信道，是目前通信技术领域亟待解决的问题之一
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提出了一种基于虚拟仪器技术的信道仿真方法及装置，通过输入控制参数，由输入的部分参数用于生成基带数据信号，后调制基带数据信号，再将输入的信号通过模拟信道进行处理，最终将处理后的信号进行输出，本方案可有效降低系统的复杂程度，实现灵活调整信道传输特性以仿真不同特性的信道。为解决上述技术问题，本发明实施例的目的是通过以下技术方案实现的—种基于虚拟仪器技术的信道仿真方法，包括步骤一、输入控制参数；步骤二、由输入的部分参数用于生成基带数据信号；步骤三、由输入参数控制调制基带数据信号；步骤四、将调制后的信号通过模拟信道进行处理；步骤五、将处理后的信号进行输出。优选的，上述步骤一中，是通过手动方式在虚拟仪器的前面板输入控制参数。优选的，上述控制参数输入部分用于控制基带信号参数、调制参数和信道参数，可以通过手动方式和文件导入方式实现。优选的，上述前面板的参数用来配置source block信号计算模块的参数，如基带码参数、调制参数、频率调整参数、信噪比等。优选的，上述步骤二中，由输入的部分参数用于生成基带数据信号，基带信号生成部分用于一定码速率的基带数据的生成，可以通过手动方式和文件导入方式实现基带数据的控制参数的确定。优选的，上述步骤三中，将会对由输入的部分参数用于生成的基带数据信号，进行基带数据的调制，在参数输入控制下，其调制方式可以为MSK。优选的，上述步骤四中，信号信道处理部分，用于模拟无线通信信道对信号幅度的影响，使信道出现不同程度的衰减，窄带通信系统服从瑞丽分布的特性，此部分实现对信号的衰减满足该分布特性。优选的，上述步骤五中，信号输出部分是由IN嵌入式处理器PX1-8101，NI5670RF矢量信号发生器组成，通过前面板的硬件参数用来配置NIPXI5421 (信号发生器)的参数，如分配的缓存大小、产生的信号模式、信号IQ速率等，同时也配置NI PXI5610 (上变频器)的参数，如输出信号频率、功率、带宽等。一种基于虚拟仪器技术的信道仿真方法及装置，包括输入单元、生成单元、调制单元、处理单元以及输出单元，通过输入控制参数，由输入的部分参数用于生成基带数据信号，后调制基带数据信号，再将输入的信号通过模拟信道进行处理，最终将处理后的信号进行输出。优选的，上述输入单元用于输入控制参数。优选的，上述生成单元用于由输入的部分参数用于生成基带数据信号。优选的，上述调制单元用于调制基带数据信号。优选的，上述处理单元用于将输入的信号通过模拟信道进行处理。优选的，上述输出单元用于将处理后的信号进行输出。优选的，上述提取单元用于提取响应值的极值像素点作为输出特征点。综上所述，本发明提供了一种基于虚拟仪器技术的信道仿真方法及装置，通过输入控制参数，由输入的部分参数用于生成基带数据信号，后调制基带数据信号，再将输入的信号通过模拟信道进行处理，最终将处理后的信号进行输出，本方案可有效降低系统的复杂程度，实现灵活调整信道传输特性以仿真不同特性的信道。
图1为本发明实施例一种基于虚拟仪器技术的信道仿真方法示意图；图2为本发明实施例一种基于虚拟仪器技术的信道仿真装置示意图；图3为本发明实施例之信道处理部分的模型图。
具体实施例方式
本发明实施例提供的一种基于虚拟仪器技术的信道仿真方法及装置，通过输入控制参数，由输入的部分参数用于 生成基带数据信号，后调制基带数据信号，再将调制后的信号通过模拟信道进行处理，最终将处理后的信号进行输出，本方案可有效降低系统的复杂程度，实现灵活调整信道传输特性以仿真不同特性的信道。本发明实施例的核心思想是，提供一种基于虚拟仪器技术的信道仿真方法和装置，由参数输入、基带信号生成、信号调制、信号信道处理和显示部分组成；通过前面板参数输入部分输入控制参数，控制整个基带信号生成、信号调制和信道处理以及显示部分的实现。信道仿真器方案与现有信道仿真器相比具有明显的特点，采用虚拟技术为手段贯穿在仿真器的设计与实现中，充分体现了通用性、模块化、灵活性等特点，无线通信信号源测试提供一个平台。为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。本发明实施例提供了一种基于虚拟仪器技术的信道仿真方法，如图1所示，具体步骤包括步骤一、输入控制参数；具体而言，在本发明实施例中，是通过手动方式在虚拟仪器的前面板输入控制参数。进一步的，在本方案中，控制参数输入部分用于控制基带信号参数、调制参数和信道参数，可以通过手动方式和文件导入方式实现。其中，前面板的参数用来配置source block信号计算模块的参数，如基带码 参数、调制参数、频率调整参数、信噪比等。步骤二、由输入的部分参数用于生成基带数据信号；具体而言，在本发明实施例中，由输入的部分参数用于生成基带数据信号，基带信号生成部分用于一定码速率的基带数据的生成，可以通过手动方式和文件导入方式实现基带数据的控制参数的确定。步骤三、调制基带数据信号；具体而言，在本发明实施例中，将会对由输入的部分参数用于生成的基带数据信号，进行基带数据的调制，在参数输入控制下，其调制方式可以为MSK。步骤四、将调制后的信号通过模拟信道进行处理，信道特性由控制模块参数就定;具体而言，在本发明实施例中，将输入的信号通过模拟的信道进行处理变化，其中，变化的参数通过控制输入产生。进一步的，在本方案中，信号信道处理部分，用于模拟无线通信信道对信号幅度的影响，使信道出现不同程度的衰减。窄带通信系统服从瑞丽分布的特性，此部分实现对信号的衰减满足该分布特性。如图3所示，为本发明专利信道处理部分的模型图。步骤五、将处理后的信号进行输出。具体而言,在本发明实施例中，还包含信号输出，即将处理后的信号输出。信号输出部分是由IN嵌入式处理器PX1-8101，NI5670RF矢量信号发生器组成，通过前面板的硬件参数用来配置NI PXI5421 (任意信号发生器)的参数，如分配的缓存大小、产生的信号模式、信号IQ速率等，同时也配置NI PXI5610 (上变频器)的参数，如输出信号频率、功率、带宽等。因此，通过本发明实施例通过NI的虚拟仪器相关硬件和Labview软件设计无线信道的传输特性。克服传统设计信道仿真器的控制参数的调节复杂的不足。实现对通信系统信道满足瑞利分布衰减特性，通过手动和文件输入方式，将各模块的控制参数引入系统中，灵活调整信道传输特性以仿真不同特性的信道。此外，本方案结合了电机、计算机、通信等多学科的知识运用，可有效改善信道仿真系统的灵活性，可重复性好；经过适当扩展，可以广泛应用到其它学科实验教学，并可实现网络的实验教学和科研，大大提闻实验环境的实用效率。另外，本发明实施例还提供了一种基于虚拟仪器技术的信道仿真装置。如图2所示，为本发明实施例提供的一种基于虚拟仪器技术的信道仿真装置示意图。一种基于虚拟仪器技术的信道仿真装置，包括输入单元11、生成单元22、调制单元33、处理单元44以及输出单元55。输入单元11，用于输入控制参数；具体而言，在本发明实施例中，是通过手动方式在虚拟仪器的前面板输入控制参数。进一步的，在本方案中，控制参数输入部分用于控制基带信号参数、调制参数和信道参数，可以通过手动方式和文件导入方式实现。其中，前面板的参数用来配置source block信号计算模块的参数，如基带码参数、调制参数、频率调整参数、信噪比等。生成单元22，用于由输入的部分参数用于生成基带数据信号；具体而言，在本发明实施例中，由输入的部分参数用于生成基带数据信号，基带信号生成部分用于一定码速率的基带数据的生成，可以通过手动方式和文件导入方式实现基带数据的控制参数的确定。调制单元33，用于调制基带数据信号；具体而言，在本发明实施例中，将会对由输入的部分参数用于生成的基带数据信号，进行基带数据的调制， 在参数输入控制下，其调制方式可以为MSK。处理单元44，用于将输入的信号通过模拟信道进行处理；具体而言，在本发明实施例中，将输入的信号通过模拟的信道进行处理变化，其中，变化的参数通过控制输入产生。进一步的，在本方案中，信号信道处理部分，用于模拟无线通信信道对信号幅度的影响，使信道出现不同程度的衰减。窄带通信系统服从瑞丽分布的特性，此部分实现对信号的衰减满足该分布特性。如图3所示，为本发明专利信道处理部分的模型图。输出单兀55,用于将处理后的信号进行输出。具体而言,在本发明实施例中，还包含信号输出，即将处理后的信号输出。信号输出部分是由IN嵌入式处理器PX1-8101，NI5670RF矢量信号发生器组成，通过前面板的硬件参数用来配置NI PXI5421 (任意信号发生器)的参数，如分配的缓存大小、产生的信号模式、信号IQ速率等，同时也配置NI PXI5610 (上变频器)的参数，如输出信号频率、功率、带宽等。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。综上所述，本文提供了一种基于虚拟仪器技术的信道仿真方法及装置，通过输入控制参数，由输入的部分参数用于生成基带数据信号，后调制基带数据信号，再将输入的信号通过模拟信道进行处理，最终将处理后的信号进行输出，本方案可有效降低系统的复杂程度，实现灵活调整信道传输特性以仿真不同特性的信道。以上对本发明所提供的一种基于虚拟仪器技术的信道仿真方法及装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方案；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处， 综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
权利要求
1.一种基于虚拟仪器技术的信道仿真方法，其特征在于，所述方法包括 步骤一、输入控制参数用以生成输入信号和模拟信道特性； 步骤二、由输入的部分参数用于生成基带数据信号； 步骤三、调制基带数据信号； 步骤四、将调制后的信号通过模拟信道进行处理； 步骤五、将处理后的信号进行输出并分析。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤一中，是通过手动方式在虚拟仪器的前面板输入控制参数。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述控制参数输入部分用于控制基带信号参数、调制参数和信道参数，可以通过手动方式和文件导入方式实现。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述前面板的参数用来配置sourceblock信号计算模块的参数，如基带码参数、调制参数、频率调整参数、信噪比等。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤二中，由输入的部分参数用于生成基带数据信号，基带信号生成部分用于一定码速率的基带数据的生成，可以通过手动方式和文件导入方式实现基带数据的控制参数的确定。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤三中，将会对由输入的部分参数用于生成的基带数据信号，进行基带数据的调制，在参数输入控制下，其调制方式可以为MSK。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤四中，信号信道处理部分，用于模拟无线通信信道对信号幅度的影响，使信道出现不同程度的衰减，窄带通信系统服从瑞丽分布的特性，此部分实现对信号的衰减满足该分布特性。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤五中，信号输出部分是由IN嵌入式处理器PX1-8101，NI5670RF矢量信号发生器组成，通过前面板的硬件参数用来配置NIPXI5421 (信号发生器)的参数，如分配的缓存大小、产生的信号模式、信号IQ速率等，同时也配置NI PXI5610 (上变频器)的参数，如输出信号频率、功率、带宽等。
9.一种基于虚拟仪器技术的信道仿真方法及装置，其特征在于，所述装置包括输入单元、生成单元、调制单元、处理单元以及输出单元，通过输入控制参数，由输入的部分参数用于生成基带数据信号，后调制基带数据信号，再将输入的信号通过模拟信道进行处理，最终将处理后的信号进行输出。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述输入单元用于输入控制参数。
11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述生成单元用于由输入的部分参数用于生成基带数据信号。
12.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述调制单元用于调制基带数据信号。
13.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述处理单元用于将输入的信号通过模拟信道进行处理。
14.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述输出单元用于将处理后的信号进行输出。
全文摘要
本发明提供了一种基于虚拟仪器技术的信道仿真方法及装置，通过输入控制参数，由输入的部分参数用于生成基带数据信号，后调制基带数据信号，再将调制后的信号通过模拟信道进行处理，信道特性可以外部控制产生，最终将处理后的信号进行输出并分析，本方案可有效降低系统的复杂程度，实现灵活调整信道传输特性以仿真不同特性的信道。
文档编号H04B17/00GK103067099SQ20121055306
公开日2013年4月24日 申请日期2012年12月18日 优先权日2012年12月18日
发明者杨宇 申请人:上海电机学院