专利名称：基于仿真通信系统的测试系统及信道仿真器的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种基于仿真通信系统的测试系统及信道仿真器。
背景技术：
高速移动场景是蜂窝无线通信覆盖的难点，在高速场景(比如移动终端位于高速运行的列车这样的场景)下，由于多普勒频移(doppler shift)、信道的快变、信号多径等， 会造成移动终端接收下行信号差，掉话率，切换失败率和信道误码率高等问题。多普勒频移及多径的存在，导致作为信号发射源的基站和移动终端的相干解调性能降低，还会直接影响到移动终端的小区选择、小区重选、切换等性能。为了解决这些问题，现阶段，可以通过自动频率控制(AFC，Automatic Frequency Control)功能校正上行多普勒频移，而可以通过信道均衡技术解决多径问题。但考虑到通信信号铁路覆盖的特殊性，仅依靠基站功能并不能给用户带来良好的体验，所以业界提出了在高速运行的列车上加装多普勒频移校正车载直放站设备(比如纠偏直放站)以及升级移动终端的频偏纠正功能等一系列下行接受频偏校正功能的解决方案来提高通信质量。但是如何在实验室模拟移动终端所处的高速移动环境，来辅助完成纠偏直放站和具备频偏纠正功能的移动终端的性能验证，一直是困扰业界的一大难题。
发明内容
本发明实施例提供一种基于仿真通信系统的测试系统及信道仿真器，用以在基于仿真的通信系统中，实现对高速移动环境下具备频偏纠正功能的设备的性能测试。本发明实施例采用以下技术方案一种基于仿真通信系统的测试系统，包括一个基站模拟设备、信道仿真器、频偏纠正设备和测试装置，其中基站模拟设备，用于生成原始信号，并将所述原始信号发送给信道仿真器；信道仿真器，用于分别确定在预定移动轨迹上移动的移动终端接收到的由第一射频拉远模块、第二射频拉远模块发送的信号的电平强度Si、S2，并分别确定在所述移动轨迹上移动的移动终端接收到的由第一射频拉远模块、第二射频拉远模块发送的信号发生多普勒频移后的频率f’ f' 2 ；以及根据Si、f' i和基站模拟设备发送来的所述原始信号，生成电平强度变化趋势与S1的变化趋势一致、且频率的变化趋势与f’ ！的变化趋势一致的第一信号，并根据&、f ’2和所述原始信号，生成电平强度变化趋势与&的变化趋势一致、且频率的变化趋势与f’2的变化趋势一致的第二信号，并将第一信号、第二信号发送给频偏纠正设备；频偏纠正设备，用于对信道仿真器发送来的第一信号、第二信号分别进行补偿，得到补偿后的第一信号、第二信号；测试装置，用于根据第一信号、第二信号以及频偏纠正设备得到的补偿后的第一信号、第二信号，确定频偏纠正设备的补偿性能。一种信道仿真器，包括接收单元，用于接收基站模拟设备发送的原始信号；电平强度确定单元，用于分别确定在预定移动轨迹上移动的移动终端接收到的由第一射频拉远
8模块、第二射频拉远模块发送的信号的电平强度Sp S2 ；频率确定单元，用于分别确定在预定移动轨迹上移动的移动终端接收到的由第一射频拉远模块、第二射频拉远模块发送的信号发生多普勒频移后的频率f’ f' 2 ；信号生成单元，用于根据电平强度确定单元确定的 S1、频率确定单元确定的f’i和接收单元接收的原始信号，生成电平强度变化趋势与S1的变化趋势一致、且频率的变化趋势与f’i的变化趋势一致的第一信号，并根据电平强度确定单元确定的&、频率确定单元确定的f’2和接收单元接收的原始信号，生成电平强度变化趋势与&的变化趋势一致、且频率的变化趋势与f’2的变化趋势一致的第二信号；发送单元，用于将信号生成单元生成的第一信号、第二信号发送给频偏纠正设备。—种基于仿真通信系统的测试系统，包括第一基站模拟设备、第二基站模拟设备、 信道仿真器、频偏纠正设备和测试装置，其中第一基站模拟设备，用于生成第一原始信号， 并将所述第一原始信号发送给信道仿真器；第二基站模拟设备，用于生成信号内容不同于第一原始信号内容的第二原始信号，并将所述第二原始信号发送给信道仿真器；信道仿真器，用于分别确定在预定移动轨迹上移动的移动终端接收到的由第一射频拉远模块、第二射频拉远模块发送的信号的电平强度S1A2，并分别确定在所述移动轨迹上移动的所述移动终端接收到的由第一射频拉远模块、第二射频拉远模块发送的信号发生多普勒频移后的频率f’ ”广^以及根据Sp f’工和第一基站模拟设备发送来的第一原始信号，生成电平强度变化趋势与S1的变化趋势一致、且频率的变化趋势与f’ ！的变化趋势一致的第一信号，并根据&、f’2和第二基站模拟设备发送来的第二原始信号，生成电平强度变化趋势与&的变化趋势一致、且频率的变化趋势与f’ 2的变化趋势一致的第二信号，并将第一信号、第二信号发送给频偏纠正设备；频偏纠正设备，用于对信道仿真器发送来的第一信号、第二信号分别进行补偿，得到补偿后的第一信号、第二信号；测试装置，用于根据第一信号、第二信号以及频偏纠正设备得到的补偿后的第一信号、第二信号，确定频偏纠正设备的补偿性能。一种信道仿真器，包括接收单元，用于接收第一基站模拟设备发送的第一原始信号和第二基站模拟设备发送的第二原始信号；电平强度确定单元，用于分别确定在预定移动轨迹上移动的移动终端接收到的由第一射频拉远模块、第二射频拉远模块发送的信号的电平强度Si、S2 ；频率确定单元，用于分别确定在所述移动轨迹上移动的所述移动终端接收到的由第一射频拉远模块、第二射频拉远模块发送的信号发生多普勒频移后的频率f’ f’2 ；信号生成单元，用于根据电平强度确定单元确定的S1、频率确定单元确定的f’i和接收单元接收的第一原始信号，生成电平强度变化趋势与S1的变化趋势一致、且频率的变化趋势与f’i的变化趋势一致的第一信号，并根据电平强度确定单元确定的&、频率确定单元确定的f’ 2和接收单元接收的第二原始信号，生成电平强度变化趋势与&的变化趋势一致、 且频率的变化趋势与f’2的变化趋势一致的第二信号；发送单元，用于将信号生成单元生成的第一信号、第二信号发送给频偏纠正设备。本发明实施例的有益效果如下本发明实施例提供的方案通过由基站模拟设备生成原始信号，再由信道仿真器确定在预定移动轨迹上移动的移动终端接收到的由第一射频拉远模块、第二射频拉远模块发送的信号电平强度Si、S2,以及确定移动终端接收到的由第一射频拉远模块、第二射频拉远模块发送的信号发生多普勒频移后的频率f’ pf’ 2，从而根据原始信号jpi^f’ pf’ 2，生成与实际中的发送多普勒频移的信号相似的第一、第二信号，并将第一、第二信号发送给频偏纠正设备进行补偿，从而实现在仿真的通信系统中，利用测试装置对高速移动环境下的频偏纠正设备的补偿性能的测试。本发明实施例提供的该方案还可以用于对非高速移动环境下的频偏纠正设备的补偿性能的测试。
图1为移动终端以速度ν在RRUl与RRU2之间运动的模型示意图；图2为按照公式[1]、[2]确定的S1和&的变化趋势示意图；图3为按照公式[3]、[4]确定的f ’工和f ’ 2的变化趋势示意图；图4为本发明实施例提供的一种基于仿真通信系统的测试系统的具体结构示意图；图5为本发明实施例提供的一种信道仿真器的具体结构示意图；图6为本发明实施例提供的另一种基于仿真通信系统的测试系统的具体结构示意图；图7为本发明实施例提供的另一种信道仿真器的具体结构示意图；图为本发明实施例中针对非小区切换场景下的测试平台示意图；图8b为本发明实施例中针对小区切换场景下的测试平台示意图。
具体实施例方式为了在仿真的通信系统中，实现对具备频偏纠正功能的设备的性能测试，发明人对移动终端高速运动的情况进行了分析。如图1所示，为移动终端以速度ν在射频拉远模土夬(RRU, Radio Remote Unit) RRUl与RRU2之间运动的模型示意图，图中，RRUl与RRU2是采用RRU合并小区网络架构下的两个相邻基站，RRUl与RRU2之间的距离为L，L可以为1500 米(当仿真通信系统为TD-SCDMA系统时L可以为1500米)也可以为3000米(当仿真通信系统为GSM系统时L可以为3000米)，S1和&分别代表移动终端接收到的来自RRUl与基站RRU2的信号的信号强度，移动终端运动到RRUl (或RRU2)的正下方时，与基站之间的最短距离为D。针对移动终端的运动轨迹为由RRUl正下方移动到RRU2正下方，再由RRU2正下方移动到RRUl正下方时，S1和&可以分别由下式[1]、[2]来表示
权利要求
1.一种基于仿真通信系统的测试系统，其特征在于，包括一个基站模拟设备、信道仿真器、频偏纠正设备和测试装置，其中基站模拟设备，用于生成原始信号，并将所述原始信号发送给信道仿真器；信道仿真器，用于分别确定在预定移动轨迹上移动的移动终端接收到的由第一射频拉远模块、第二射频拉远模块发送的信号的电平强度Si、&，并分别确定在所述移动轨迹上移动的移动终端接收到的由第一射频拉远模块、第二射频拉远模块发送的信号发生多普勒频移后的频率f’ f’ 2 ；以及根据Si、f’ i和基站模拟设备发送来的所述原始信号，生成电平强度变化趋势与S1的变化趋势一致、且频率的变化趋势与f’i的变化趋势一致的第一信号， 并根据s2、f ’ 2和所述原始信号，生成电平强度变化趋势与&的变化趋势一致、且频率的变化趋势与f’ 2的变化趋势一致的第二信号，并将第一信号、第二信号发送给频偏纠正设备；频偏纠正设备，用于对信道仿真器发送来的第一信号、第二信号分别进行补偿，得到补偿后的第一信号、第二信号；测试装置，用于根据第一信号、第二信号以及频偏纠正设备得到的补偿后的第一信号、 第二信号，确定频偏纠正设备的补偿性能。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述信道仿真器具体用于确定移动终端的移动速度ν、第一射频拉远模块与第二射频拉远模块之间的距离L、所述预定移动轨迹相距第一射频拉远模块的距离与所述预定移动轨迹相距第二射频拉远模块的距离中的最短距离D、路径损耗的斜率k、电磁波的速率C、基站的信号发射频率f^、单个基站小区边缘覆盖最小电平强度S ；并根据S、v、L、k、D，分别确定51、52，根据￥丄、(、0、4，分别确定广^f' 2。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，当所述预定移动轨迹为从与第一射频拉远模块之间的距离为D的第一位置移动到与第二射频拉远模块之间的距离为D的第二位置， 再由第二位置移动到第一位置时，所述信道仿真器具体用于根据S、v、L、k、D，通过下述公式分别确定Sp &
4.如权利要求2或3所述的系统，其特征在于，当所述预定移动轨迹为从与第一射频拉远模块之间的距离为D的第一位置移动到与第二射频拉远模块之间的距离为D的第二位置，再由第二位置移动到第一位置时，所述信道仿真器具体用于根据V、L、c、d、f0,通过下述公式，分别确定f’ ^f'2
5.一种信道仿真器，其特征在于，包括接收单元，用于接收基站模拟设备发送的原始信号；电平强度确定单元，用于分别确定在预定移动轨迹上移动的移动终端接收到的由第一射频拉远模块、第二射频拉远模块发送的信号的电平强度Sp S2 ；频率确定单元，用于分别确定在预定移动轨迹上移动的移动终端接收到的由第一射频拉远模块、第二射频拉远模块发送的信号发生多普勒频移后的频率f’ pf’ 2 ；信号生成单元，用于根据电平强度确定单元确定Ws1、频率确定单元确定的f’i和接收单元接收的原始信号，生成电平强度变化趋势与S1的变化趋势一致、且频率的变化趋势与 f’ ！的变化趋势一致的第一信号，并根据电平强度确定单元确定的&、频率确定单元确定的 f’2和接收单元接收的原始信号，生成电平强度变化趋势与&的变化趋势一致、且频率的变化趋势与f’ 2的变化趋势一致的第二信号；发送单元，用于将信号生成单元生成的第一信号、第二信号发送给频偏纠正设备。
6.如权利要求5所述的信道仿真器，其特征在于，还包括参数确定单元，用于确定移动终端的移动速度V、第一射频拉远模块与第二射频拉远模块之间的距离L、所述预定移动轨迹相距第一射频拉远模块的距离与所述预定移动轨迹相距第二射频拉远模块的距离中的最短距离D、路径损耗的斜率k、电磁波的速率C、基站的信号发射频率fo、单个基站小区边缘覆盖最小电平强度S ；以及所述电平强度确定单元具体用于根据确定单元确定的S、ν、L、k、D，分别确定Sp S2 ；所述频率确定单元具体用于根据确定单元确定的ν、L、c、D、^，分别确定f’ pf’ 2。
7.如权利要求6所述的信道仿真器，其特征在于，当所述预定移动轨迹为从与第一射频拉远模块之间的距离为D的第一位置移动到与第二射频拉远模块之间的距离为D的第二位置，再由第二位置移动到第一位置时，所述电平强度确定单元具体用于根据S、ν、L、k、D， 通过下述公式分别确定Sp S2
8.如权利要求6或7所述的信道仿真器，其特征在于，当所述预定移动轨迹为从与第一射频拉远模块之间的距离为D的第一位置移动到与第二射频拉远模块之间的距离为D的第二位置，再由第二位置移动到第一位置时，所述频率确定单元具体用于根据ν、L、c、d、f0,通过下述公式，分别确定f’ ”f，2:
9.一种基于仿真通信系统的测试系统，其特征在于，包括第一基站模拟设备、第二基站模拟设备、信道仿真器、频偏纠正设备和测试装置，其中第一基站模拟设备，用于生成第一原始信号，并将所述第一原始信号发送给信道仿真器；第二基站模拟设备，用于生成信号内容不同于第一原始信号内容的第二原始信号，并将所述第二原始信号发送给信道仿真器；信道仿真器，用于分别确定在预定移动轨迹上移动的移动终端接收到的由第一射频拉远模块、第二射频拉远模块发送的信号的电平强度&、&，并分别确定在所述移动轨迹上移动的所述移动终端接收到的由第一射频拉远模块、第二射频拉远模块发送的信号发生多普勒频移后的频率f’ f' 2 ；以及根据Sp f ,和第一基站模拟设备发送来的第一原始信号， 生成电平强度变化趋势与S1的变化趋势一致、且频率的变化趋势与f’ ！的变化趋势一致的第一信号，并根据S2、f' 2和第二基站模拟设备发送来的第二原始信号，生成电平强度变化趋势与&的变化趋势一致、且频率的变化趋势与f’ 2的变化趋势一致的第二信号，并将第一信号、第二信号发送给频偏纠正设备；频偏纠正设备，用于对信道仿真器发送来的第一信号、第二信号分别进行补偿，得到补偿后的第一信号、第二信号；测试装置，用于根据第一信号、第二信号以及频偏纠正设备得到的补偿后的第一信号、 第二信号，确定频偏纠正设备的补偿性能。
10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述信道仿真器具体用于确定移动终端的移动速度ν、第一射频拉远模块与第二射频拉远模块之间的距离L、所述预定移动轨迹相距第一射频拉远模块的距离与所述预定移动轨迹相距第二射频拉远模块的距离中的最短距离D、路径损耗的斜率k、电磁波的速率C、基站的信号发射频率f^、单个基站小区边缘覆盖最小电平强度S ；并根据S、v、L、k、D，分别确定51、52，根据￥丄、(、0、4，分别确定广^f' 2。
11.如权利要求10所述的系统，其特征在于，当所述预定移动轨迹为从与第一射频拉远模块之间的距离为D的第一位置移动到与第二射频拉远模块之间的距离为D的第二位置，再由第二位置移动到第一位置时，所述信道仿真器具体用于根据S、ν、L、k、D，通过下述公式分别确定Sp S2
12.如权利要求10或11所述的系统，其特征在于，当所述预定移动轨迹为从与第一射频拉远模块之间的距离为D的第一位置移动到与第二射频拉远模块之间的距离为D的第二位置，再由第二位置移动到第一位置时，所述信道仿真器具体用于根据ν、L、c、d、f0,通过下述公式，分别确定f’ ^f'2
13.一种信道仿真器，其特征在于，包括接收单元，用于接收第一基站模拟设备发送的第一原始信号和第二基站模拟设备发送的第二原始信号；电平强度确定单元，用于分别确定在预定移动轨迹上移动的移动终端接收到的由第一射频拉远模块、第二射频拉远模块发送的信号的电平强度；频率确定单元，用于分别确定在所述移动轨迹上移动的所述移动终端接收到的由第一射频拉远模块、第二射频拉远模块发送的信号发生多普勒频移后的频率f’ pf’ 2 ；信号生成单元，用于根据电平强度确定单元确定Ws1、频率确定单元确定的P1和接收单元接收的第一原始信号，生成电平强度变化趋势与S1的变化趋势一致、且频率的变化趋势与P1的变化趋势一致的第一信号，并根据电平强度确定单元确定的&、频率确定单元确定的f’ 2和接收单元接收的第二原始信号，生成电平强度变化趋势与&的变化趋势一致、 且频率的变化趋势与f’ 2的变化趋势一致的第二信号；发送单元，用于将信号生成单元生成的第一信号、第二信号发送给频偏纠正设备。
14.如权利要求13所述的信道仿真器，其特征在于，还包括参数确定单元，用于确定移动终端的移动速度ν、第一射频拉远模块与第二射频拉远模块之间的距离L、预定移动轨迹相距第一射频拉远模块的距离与所述预定移动轨迹相距第二射频拉远模块的距离中的最短距离D、路径损耗的斜率k、电磁波的速率C、基站的信号发射频率f^、单个基站小区边缘覆盖最小电平强度S ；以及所述电平强度确定单元具体用于根据确定单元确定的S、ν、L、k、D，分别确定Sp S2 ；所述频率确定单元具体用于根据确定单元确定的ν、L、c、D、^，分别确定f’ pf’ 2。
15.如权利要求13所述的信道仿真器，其特征在于，当所述预定移动轨迹为从与第一射频拉远模块之间的距离为D的第一位置移动到与第二射频拉远模块之间的距离为D的第二位置，再由第二位置移动到第一位置时，所述电平强度确定单元具体用于根据S、ν、L、k、 D，通过下述公式分别确定Sp S2
16.如权利要求14或15所述的信道仿真器，其特征在于，当所述预定移动轨迹为从与第一射频拉远模块之间的距离为D的第一位置移动到与第二射频拉远模块之间的距离为D 的第二位置，再由第二位置移动到第一位置时，所述频率确定单元具体用于根据ν、L、c、d、 fQ，通过下述公式，分别确定f’ pf’ 2
全文摘要
本发明公开了一种基于仿真通信系统的测试系统及信道仿真器，以在仿真通信系统中实现高速移动环境下频偏纠正设备的性能测试。系统包括基站模拟设备，用于生成原始信号发送给信道仿真器；信道仿真器，用于分别确定在预定移动轨迹上移动的移动终端接收到的由第一射频拉远模块、第二射频拉远模块发送的信号的电平强度S1、S2，并确定信号发生多普勒频移后的频率f’1、f’2；以及根据S1、f’1和原始信号生成第一信号，并根据S2、f’2和原始信号生成第二信号，并将第一、二信号发送给频偏纠正设备；频偏纠正设备，用于对第一、二信号分别进行补偿得到补偿后的第一信号、第二信号；测试装置，用于确定频偏纠正设备的补偿性能。
文档编号H04B17/00GK102468892SQ201010546200
公开日2012年5月23日 申请日期2010年11月15日 优先权日2010年11月15日
发明者余立, 池刚毅, 舒建军, 金磊, 马良山 申请人:中国移动通信集团公司