bile Fading Channel (Second Edition) [M]· New York :Wiley，2012 :162-170]中的等面积法及公式 (14)，计算各散射支路入射角，
[0148]
(14)
[0149] 其中，S(f)表示多普勒频谱，fn= f dcos θ n，表示各径多普勒频率，θ n为各散射支 路入射角；
[0150] 6)通过数据总线传递信道参数给DSP。
[0151] 如图3所示，信道模拟单元的具体工作步骤如下：
[0152] 1)信道模拟单元接收上述参数定点化及传递单元传输过来的定点化信道参数；
[0153] 2)信道模拟单元接收上述信号输入单元采集到的数字基带信号；
[0154] 3)基带信号经过信道时延模块产生路径时延；信道时延采用双端口 RAM组实现， 双端口 RAM组共用一个写地址信号，该写地址在时钟信号驱动下递增，各路径读地址则设 置为
[0155] dR= dw-τ J · fclk (15)
[0156] 其中，dR，dw分别表示读写地址，τ p f；lk分别表示各径时延和系统时钟；
[0157] 4)根据用户设置参数产生各径损耗；
[0158] 5)根据公式（5)所述衰落模型以及接收到的信道参数，产生信道衰落，如图4所 示；
[0159] 6)根据接收到的信噪比参数以及经过信道衰落后的信号功率，实时计算噪声系 数，通过截位调整噪声功率，产生满足信噪比要求的高斯白噪声，如图5所示；
[0160] 7)根据公式（16)得到经过信道衰落并叠加噪声后的模拟结果；
[0161]
(16)
[0162] 8)将经过信道衰落并叠加噪声后的信号输出到信号输出单元。
[0163] 本发明提出了一种基于软件无线电技术的双通道静态基带信道模拟装置及方法， 采用软件无线电技术，在PC端计算信道参数，在FPGA中模拟信道衰落，可以实现多种信道 模型，满足多种衰落类型及多普勒频谱形状；基于谐波叠加模型产生信道衰落，结构简单、 扩展性好。
[0164] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种双通道静态基带信道模拟装置，其特征在于，各通道均包括PC机中的参数配置 计算单元、DSP中的参数定点化及传递单元、信号输入输出单元、FPGA中的信道模拟单元、 信号调理单元； 所述参数配置计算单元通过数据总线与DSP相连，用户利用PC机选择信道模型，配置 信道参数，参数配置计算单元根据用户配置参数计算信道参数； 所述参数定点化及传递单元的输入端与参数配置计算单元相连，输出端通过数据总线 与FPGA相连，把信道参数定点化并传递给信道模拟单元； 所述信号输入输出单元与信道模拟单元相连，信号输入单元将模拟基带信号转换为数 字基带信号，信号输出单元将数字基带信号转换为模拟基带信号； 所述信道模拟单元的输入端分别与参数定点化及传递单元以及信号输入单元相连，输 出端与信号输出单元相连，产生信道时延、损耗、衰落以及噪声； 所述信号调理单元的输入端与信号输出单元相连，用于消除信号镜像分量，并利用FPGA接收到的信道参数控制输出信号衰减。2. 如权利要求1所述的双通道静态基带信道模拟装置，其特征在于，所述信道参数包 括：路径数目、各径时延、损耗、移动速度、多普勒频率、信噪比、频谱形状、衰落类型。3. 如权利要求2所述的双通道静态基带信道模拟装置，其特征在于，所述衰落类型包 括： 纯多普勒：入射角和相位； 对数正态分布： ^ (t) =e〇u(t) +u (4) 其中，〇，y分别表示衰落方差和平均功率。4. 如权利要求3所述的双通道静态基带信道模拟装置，其特征在于，根据所述衰落类 型，复基带信道衰落包络表示为：5. 如权利要求2所述的双通道静态基带信道模拟装置，其特征在于，信道多普勒功率尚斯：6. -种基于权利要求1-5任一项所述模拟装置的双通道静态基带信道模拟方法，其特 征在于，用户选择信道模型并配置信道参数，然后利用DSP计算信道参数并将参数定点化， 然后通过数据接口传递到FPGA中，FPGA中对AD采集的双通道数字基带信号分别进行信号 处理，最后通过DA输出模拟信号，并对模拟信号进行信号调理。7. 如权利要求6所述的双通道静态基带信道模拟方法，其特征在于，FPGA中对AD采 集的双通道数字基带信号分别进行信号处理的步骤，包括多径时延、损耗、衰落以及叠加噪 声，最后通过DA输出模拟信号，并对模拟信号进行信号调理，包括消除信号镜像分量以及 f目号;S减。8. 如权利要求7所述的双通道静态基带信道模拟方法，其特征在于，在FPGA中对AD采 集到的双通道数字基带信号分别叠加多径衰落、阴影衰落以及高斯噪声，其中，多径衰落类 型包含常数、纯多普勒、瑞利、莱斯，阴影衰落服从对数正态分布。9. 如权利要求6所述的双通道静态基带信道模拟方法，其特征在于，所述信道参数的 计算步骤包括： 1) 根据用户选择信道模型确定衰落路径数目； 2) 设置各径时延、损耗、移动速度参数； 3) 根据用户选择各径衰落类型以及公式（5)确定加权因子a，P，，衰落方差及均值 〇, y ,具体步骤如下： (a) 判断是否存在阴影衰落，若存在，则设置衰落方差及均值〇，y，若不存在，则衰落 方差及均值为〇 ; (b) 判断用户选择多径衰落类型，若选择纯多普勒，则衰落因子a= 1，P=O;若选择 瑞利分布，a= 〇，0 = 1 ;若选择莱斯分布，需满足莱斯因子k=a2/ 0 2; 4) 根据用户设置移动速度及公式（13)计算多普勒频率，其中，S(f)表示多普勒频谱，fn=fdcos0n，表示各径多普勒频率，0n为各散射支路 入射角； 6)通过数据总线传递信道参数给DSP。10. 如权利要求6所述的双通道静态基带信道模拟方法，其特征在于，信道模拟单元的 工作步骤如下： 1) 信道模拟单元接收参数定点化及传递单元传输过来的定点化信道参数； 2) 信道模拟单元接收信号输入单元采集到的数字基带信号； 3) 基带信号经过信道时延模块产生路径时延；信道时延采用双端口RAM组实现，双端 口RAM组共用一个写地址信号，该写地址在时钟信号驱动下递增，各路径读地址则设置为 dR=dw-T! ?fclk (15) 其中，dR，dw分别表示读写地址，Tpf；lk分别表示各径时延和系统时钟； 4) 根据用户设置参数产生各径损耗； 5) 根据公式（5)所述衰落模型以及接收到的信道参数，产生信道衰落，6) 根据接收到的信噪比参数以及经过信道衰落后的信号功率，实时计算噪声系数，通 过截位调整噪声功率，产生满足信噪比要求的高斯白噪声； 7) 根据公式（16)得到经过信道衰落并叠加噪声后的模拟结果；8) 将经过信道衰落并叠加噪声后的信号输出到信号输出单元。
【专利摘要】本发明提出了一种适用于多种通信场景的双通道静态基带信道模拟装置及方法，通过用户分别选择各通道信道模型并设置计算信道参数，通过DSP将信道参数定点化并利用EMIF将定点化参数传递到FPGA中，在FPGA中对AD采集到的双通道数字基带信号分别叠加多径衰落、阴影衰落以及高斯噪声，其中，多径衰落类型包含常数、纯多普勒、瑞利、莱斯等，阴影衰落则服从对数正态分布，最后通过DA输出模拟信号，并对模拟信号进行信号调理，主要包括消除信号镜像分量、控制信号衰减。本发明的信道模拟装置及方法具有衰减类型多、操作简单等优点。
【IPC分类】H04B17/391, H04B17/373
【公开号】CN105049142
【申请号】CN201510429817
【发明人】周生奎, 陈应兵
【申请人】中国电子科技集团公司第四十一研究所
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年7月16日