专利名称：预测多径信道传输中接收机的接收性能的方法
技术领域：
本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种预测多径信道传输中接收机的接收性能 的方法。
背景技术：
无线通信中，由于反射或折射等因素，数据信号不是通过单一的直射路径传输，而 是经过多个路径抵达接收天线，这种信道称为多径信道。多径效应会导致接收到的信号存 在时间扩散和码间干扰，进而影响信号传输的质量，造成系统接收性能的降低。为此各种对 抗多径信道干扰的技术被应用在无线通信中。在考察无线通信系统传输能力时，接收机在 多径信道传输环境下的接收性能也是一个重要的指标。目前对多径信道下接收机接收性能的检测，主要是通过信号发生器和信道模拟器 模拟得到接收机在多径信道下的接收性能，或者实地测量接收机在实际传输环境下的工作 性能。当需要得到接收机在大量多径信道环境下接收性能情况时，无论是模拟多径信道检 测和实地检测的工作量都太大。例如单频网网络规划中，重叠覆盖区由于交叠信号的干扰， 相当于引入了多径效应，导致接收门限抬高，在规划单频网网络参数时，需根据设计的布局 方案和台站参数配置，检测接收机在单频网覆盖区域中各处的接收性能，分析规划方案的 优劣，构建性能最优的单频网网络。为了降低工作量，需要一种预测多径信道传输环境下的 接收性能方法。
发明内容
(一 )要解决的技术问题本发明要解决的技术问题是如何提供一种预测多径信道传输环境下的接收性能 方法。( 二 )技术方案为解决上述技术问题，本发明提供了一种预测多径信道传输中接收机的接收性能 的方法，包括以下步骤Si、测试接收机在指定工作模式和信道模型下的接收性能数据；S2、根据待预测的工作模式约束计算待预测信道模型下系统达到接收门限时的信
道容量；S3、分析在不同信道模型和传输模式约束下系统的数据传输速率，得到系统在多 径信道传输环境中的数据传输速率和信道容量关系；S4、根据步骤S3中数据传输速率和信道容量关系，由待预测的工作模式和信道参 数预测接收信噪比门限。其中，所述接收性能数据包括接收信噪比门限。其中，所述工作模式包括编码方式、调制方式、交织模式和信号帧结构；所述信道 参数包括多径信道各径的幅度、相位和时延。
其中，步骤Sl中，所述接收性能数据的测试方式包括仿真测试、模拟测试和实际 测试中的一种或几种的组合。其中，步骤Sl中的所述信道模型为高斯信道或多径信道。其中，步骤S3具体为由步骤Sl中测试得到的接收机在高斯信道下的接收性能数 据，计算出高斯信道中系统达到接收信噪比门限处的信道容量，即为多径信道传输中系统 达到接收信噪比门限处的信道容量。其中，步骤S3具体包括S3. 1、根据步骤Sl中测试得到的接收机在多径信道传输环境下的接收性能数据， 计算信噪比取多径信道下门限值时，系统最高可达的数据传输速率；S3. 2、拟合得到接收机在接收信噪比门限处的信道容量与所述数据传输速率的关 系式，所述关系式用于步骤S4中预测接收信噪比门限。其中，步骤S3具体包括S3. 1、由步骤Sl中测试得到的接收机在高斯信道下的接收性能数据，拟合得到高 斯信道中系统的数据传输速率与信噪比门限的关系式；S3. 2、给定待预测的接收机工作模式和多径信道参数，由传输信噪比相同时系统 在多径信道和高斯信道下信道容量的关系估计系统在多径信道和高斯信道下数据传输速 率的关系；S3. 3、根据步骤S3. 2的估计结果，计算传输信噪比取多径信道下的接收信噪比门 限时，系统可达到的数据传输速率。其中，步骤S4中，信道容量或数据传输速率是工作模式、信道参数和信噪比的函 数。其中，在步骤S2或步骤S3中，首先将步骤Sl中计算得到的接收信噪比门限折合 到子载波符号层次上，再进行信道容量或数据传输速率的计算；在步骤S4中也将预测得到 的子载波符号层次的接收信噪比门限折合为实际的接收信噪比门限。(三)有益效果本发明针对固定接收情况，提出了多径信道传输环境下接收机的接收性能预测方 法。该方法可以根据接收机在部分测试信道传输模型中的接收性能数据，采用基于信道容 量的分析方法预测接收机在其他多径信道传输环境下的接收性能。本发明提供的预测接收 性能方法，可用于单频网网络规划、接收机性能检测等应用环境。
图1为本发明的方法流程图；图2为本发明实施例一、二的方法流程图；图3为本发明的一种模拟测试系统框图；图4为本发明实施例一中多径信道传输环境下，各子载波信号由于多径信道因素 在接收端需修正的信噪比；图5为本发明实施例一中高斯信道与多径信道下的信道容量曲线及信噪比门限 的预测过程；图6为本发明实施例三的方法流程图7为本发明实施例四的方法流程图；图8为本发明实施例四中几种国标系统工作模式对应的数据传输速率和信噪比 门限拟合曲线。
具体实施例方式为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作 进一步地详细描述。实施例一实施例一用于中国数字电视地面广播传输系统(简称国标系统)在多载波模式、 多径信道传输环境下接收机的接收性能预测。本实施方式针对国标系统的一种典型多载波工作模式，其具体参数如下载波模 式Z = 3780，发射端星座图映射方式为16QAM，交织参数M = 720，帧头模式PN945，FEC码 率为0.4。采用的国标接收机型号为金网通JC3018。如图2所示，依照本发明实施方案预测本实施例所述工作模式时接收机在多径信 道下的信噪比门限，具体步骤如下Si、测试得到接收机在高斯信道下的接收性能数据；采用模拟测试方式测试接收性能，由多径模拟器模拟单频网环境，测试系统框图 如图3所示。使用国标信号发生器、信道模拟器，模拟得到接收机在高斯信道下的接收信噪 比门限数据。表1给出了国标系统的几种典型多载波工作模式在高斯信道下的信噪比门限测 试数据。一共测试了 18种典型的国标系统多载波工作模式，所测试的参数组合如下交织 参数取M= 720，调制方式分别取4QAM/16QAM/64QAM，编码码率分别取0. 4/0. 6/0. 8，帧头模 式分别采用PN420/PN945模式。表 权利要求
1. 一种预测多径信道传输中接收机的接收性能的方法，其特征在于，包括以下步骤51、测试接收机在指定工作模式和信道模型下的接收性能数据；52、根据待预测的工作模式约束计算待预测信道模型下系统达到接收门限时的信道容量；53、分析在不同信道模型和传输模式约束下系统的数据传输速率，得到系统在多径信 道传输环境中的数据传输速率和信道容量关系；54、根据步骤S3中数据传输速率和信道容量关系，由待预测的工作模式和信道参数预 测接收信噪比门限。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤Sl中，所述接收性能数据包括接收信噪 比门限。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述工作模式包括编码方式、调制方式、交 织模式和信号帧结构；所述信道参数包括多径信道各径的幅度、相位和时延。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤Sl中，所述接收性能数据的测试方式包 括仿真测试、模拟测试和实际测试中的一种或几种的组合。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤Sl中的所述信道模型为高斯信道或多 径信道。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3具体为由步骤Sl中测试得到的接 收机在高斯信道下的接收性能数据，计算出高斯信道中系统达到接收信噪比门限处的信道 容量，即为多径信道传输中系统达到接收信噪比门限处的信道容量。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3具体包括S3. 1、根据步骤Sl中测试得到的接收机在多径信道传输环境下的接收性能数据，计算 信噪比取多径信道下门限值时，系统最高可达的数据传输速率；S3. 2、拟合得到接收机在接收信噪比门限处的信道容量与所述数据传输速率的关系 式，所述关系式用于步骤S4中预测接收信噪比门限。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3具体包括S3. 1、由步骤Sl中测试得到的接收机在高斯信道下的接收性能数据，拟合得到高斯信 道中系统的数据传输速率与信噪比门限的关系式；S3. 2、给定待预测的接收机工作模式和多径信道参数，由传输信噪比相同时系统在多 径信道和高斯信道下信道容量的关系估计系统在多径信道和高斯信道下数据传输速率的 关系；S3. 3、根据步骤S3. 2的估计结果，计算传输信噪比取多径信道下的接收信噪比门限 时，系统可达到的数据传输速率。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S4中，信道容量或数据传输速率是工作模式、信道参数和信噪比的函数。
10.如权利要求2 9任一项所述的方法，其特征在于，在步骤S2或步骤S3中，首先将 步骤Sl中计算得到的接收信噪比门限折合到子载波符号层次上，再进行信道容量或数据 传输速率的计算；在步骤S4中也将预测得到的子载波符号层次的接收信噪比门限折合为 实际的接收信噪比门限。
全文摘要
本发明公开了一种预测多径信道传输中接收机的接收性能的方法，包括以下步骤S1、测试接收机在指定工作模式和信道模型下的接收性能数据；S2、根据待预测的工作模式约束计算待预测信道模型下系统达到接收门限时的信道容量；S3、分析在不同信道模型和传输模式约束下系统的数据传输速率，得到系统在多径信道传输环境中的数据传输速率和信道容量关系；S4、根据步骤S3中数据传输速率和信道容量关系，由待预测的工作模式和信道参数预测接收信噪比门限。本发明采用基于信道容量的分析方法预测接收机在其他多径信道传输环境下的接收性能，可用于单频网网络规划、接收机性能检测等应用环境。
文档编号H04B17/00GK102075272SQ201110028959
公开日2011年5月25日 申请日期2011年1月26日 优先权日2011年1月26日
发明者丁文伯, 杨昉, 潘长勇, 颜克茜 申请人:清华大学