专利名称：一种室内无线网络信道模拟的方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线通讯领域无线网络信道模拟，尤其涉及多信道相互作用下复杂的网络信道模拟方法及其装置。
背景技术：
无线信道中电波的传播不是单一路径，而是许多路径来的众多反射波的合成。由于电波通过各个路径的距离不同，因而各个路径来的反射波到达时间不同，也就是各信号的时延不同。当发送端发送一个极窄的脉冲信号时，移动台接收的信号由许多不同时延的脉冲组成，我们称为时延扩展。同时由于各个路径来的反射波到达时间不同，相位也就不同。不同相位的多个信号在接收端迭加，有时迭加而加强(方向相同)，有时迭加而减弱(方向相反)。这样，接收信号的幅度将急剧变化，即产生了快衰落。这种衰落是由多种路径引起的，所以称为多径衰落。此外，接收信号除瞬时值出现快衰落之外，场强中值(平均值)也会出现缓慢变化。主要是由地区位置的改变以及气象条件变化造成的，以致电波的折射传播随时间变化而变化，多径传播到达固定接收点的信号的时延随之变化。这种由阴影效应和气象原因引起的信号变化，称为慢衰落。由于移动通信中移动台的移动性，如前所说那样，无线信道中还会有多普勒效应。在移动通信中，当移动台移向基站时，频率变高，远离基站时，频率变低。多普勒效应进一步加大了移动通信的复杂性。以上谈及的无线信道特征，包括多径传播，时延扩展，衰落特性以及多普勒效应等，仅仅是点到点的无线信道。在蜂窝移动通讯中，终端发出的信号除了被服务基站接收夕卜，还被与服务基站相邻的多个邻区基站接收，构成邻区基站的上行信道干扰(终端到基站的无线信道通常称为上行信道，基站到终端的无线信道通常称为下行信道)；同样，基站发射信号除了被其服务区域内的终端接收外，同时也被邻区的终端接收，因此构成了邻区终端的下行信道干扰。这种在蜂窝无线通讯系统中点到多点，多点到点的无线信道环境称为无线网络信道，无线网络信道除了随通讯地理环境、移动速度变化而变化外，还与蜂窝网络拓扑结构有密切的关系。无线网络信道的复杂性、多样性以及时变性给无线基站系统设计和系统参数配置带来了很大难度。通常无线基站系统在批量应用以前，很难预知其在网络环境下的系统性能；即使基站系统通过了实验室系统测试。在实验室内搭建的系统测试环境通常只支持点到点的功能和性能验证，即只具备无线信道模拟能力，不具备无线网络信道模拟能力。也正是因为实验室系统测试无法刻画实际网络环境中的各种无线信道特征，通常在基站系统批量应用以前，需要建设一定规模商用实验局，以充分暴露基站系统中存在的问题。规模商用、实验局需要投入巨额资金，并且需要相当长的建设和开通时间。无线仿真技术在无线技术研究和无线系统研发中都扮演重要的角色。无线系统研发和无线技术研究的复杂性远高于有线系统，这主要因为无线环境随着时间、地点、地理环境、天气环境、移动性、干扰等条件发生变化而使得无线系统复杂度大大增加。无线产品必须要考虑解决这些因素带来的影响，比如要解决多径、衰落、信道相关性、噪声、干扰等。无线技术的发展要求在快速提升传输能力的同时，频谱利用率也要不断增加，在有限的频谱上实现通信的高速率、大容量和高质量。目前MMO(多入多出信道)技术、COMP技术、RELAY技术、载波聚合、大带宽等都成 为新技术研究热点。无线通信技术发展迅猛，新的技术不断出现，信道仿真技术也需要适应新技术研究和研发的需要。目前无线信道仿真技术主要有软仿真技术和信道模拟器技术。软仿真技术通过MATLAB等工具进行无线建模，输出仿真结果，一般在PC中运行；软仿真技术一般用于离线、非实时仿真。信道模拟器通过嵌入式系统进行无线建模，把建模产生的信道数据实时作用于实际的基带数据。信道模拟器需要设计研发新的硬件系统，可以实现点对点、实时信道模拟。
发明内容
本发明的主要目的是为了解决现有技术无法模拟重现多信道相互作用下的、实时的、复杂的实际网络信道环境的问题，本发明提供了一种室内无线网络信道模拟的方法及
其装置。根据本发明的一个方面，本发明提供了一种室内无线网络信道模拟的方法，包括根据室内无线网络信道模拟系统的拓扑图和采集的信道数据文件生成信道特征脚本；信道处理单元根据所述信道特征脚本的信道特征表，对每个输入的基带数据进行点对点信道化处理，对处理结果进行叠加，得到用来送给基站或UE的基带数据，基带路由模块根据信道特征脚本的路由信息对基带数据进行路由。优选地，所述信道处理单元包括输入侧信道处理单元和输出侧信道处理单元，其中所述输入侧信道处理单元根据信道特征表对输入的基带数据进行点对点信道处理，得到点对点信道化基带数据，并送给基带路由模块；所述基带路由模块根据路由信息把所述点对点信道化基带数据送给所述输出侧信道处理单元；所述输出侧信道处理单元根据信道特征表，把所述点对点信道化基带数据进行叠加后，送给基站或UE。或者为所述基带路由模块根据信道特征脚本信息，把各个输入的基带数据送给所述信道处理单元；所述信道处理单元根据信道特征表对各个输入的基带数据进行点对点信道处理，得到点对点信道化基带数据，进行叠加后送给基带路由模块；
所述基带路由模块根据路由信息，把已叠加的点对点信道化基带数据路由给基站或UE。另外，所述采集的信道数据文件包括外场实际所采集的信道数据文件或者是根据建立的数学模型所产生的信道数据文件。根据本发明的另一方面，本发明提供了一种室内无线网络信道模拟装置，包括脚本管理模块，根根据室内无线网络信道模拟系统的拓扑图和采集的信道数据文件生成信道特征脚本；信道处理单元，根据所述信道特征脚本的信道特征表，对每个输入的基带数据进行点对点信道化处理，对处理结果进行叠加，得到用来送给基站或UE的基带数据；基带路由模块，根据信道特征脚本的路由信息对基带数据进行路由。
其中，所述脚本管理模块连接基带路由模块和信道处理单元，基带路由模块通过输入侧信道处理单元连接基站或UE，并通过输出侧信道处理单元连接基站或UE ;其中，所述脚本管理模块将建立的信道特征脚本下载给信道处理单元和基带路由模块；并发起开始命令；输入侧信道处理单元根据信道特征表对输入的基带数据进行点对点信道处理，得到点对点信道化基带数据，并送给基带路由模块；所述基带路由模块根据路由信息把所述点对点信道化基带数据送给所述输出侧信道处理单元；所述输出侧信道处理单元根据信道特征表，把所述点对点信道化基带数据进行叠加后，送给基站或UE。另外，所述脚本管理模块连接基带路由模块和信道处理单元，基带路由模块外接信道处理单元，基带路由模块的输入端和输出端分别连接基站或UE，其中；所述脚本管理模块将建立的信道特征脚本下载给信道处理单元和基带路由模块；并发起开始命令；所述信道处理单元根据信道特征表对各个输入的基带数据进行点对点信道处理，得到点对点信道化基带数据，进行叠加后送给基带路由模块；所述基带路由模块根据路由信息，把已叠加的点对点信道化基带数据路由给基站或UE ；其中，所述脚本管理模块内还设有脚本控制模块，用于定时读取信道特征表，并向信道处理单元更新信道特征数据。与现有技术相比较，本发明的有益效果在于I)本发明提供了一种新的无线信道模拟技术，一方面能够实现目前仿真技术的功能，包括点对点的信道模拟，即完成现有信道模拟器的功能；另一方面可以重现多信道相互作用下的、实时的、复杂的实际网络信道环境，包括MIMO信道，多小区干扰信道等。2)本发明可以根据外场信道对基带数据进行信道仿真处理，能够重现外场信道，在室内可以建立和外场一样的多站，多终端网络信道环境。也可以通过模型产生信道特征脚本，完成基于建模的信道仿真。3)本发明可以通过编辑信道特征表，灵活地实现切换、网络边缘等多用户需要的信道环境，可以用于产品验证，加速产品故障收敛，缩短产品稳定需要的时间。
4)基于基带数据路由能够节省物理端口，一条物理通道上能够承载更多的基带数据。而且可以以实现无边界网络信道环境。
图I是本发明室内无线网络信道模拟的方法流程图；图2是本发明实施例一的结构示意图；图3是本发明实施例二的结构示意图；图4是本发明实施例一的模拟流程图；图5是本发明实施例二的模拟流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。本发明提供了一种室内无线网络信道模拟的方法，如图I所示，包括Sll)根据室内无线网络信道模拟系统的拓扑图和采集的信道数据文件生成信道特征脚本； S12)信道处理单元根据所述信道特征脚本的信道特征表，对每个输入的基带数据进行点对点信道化处理，对处理结果进行叠加，得到用来送给基站或UE的基带数据，基带路由模块根据信道特征脚本的路由信息对基带数据进行路由。其中，信道处理单元包括输入侧信道处理单元和输出侧信道处理单元，其中步骤S12)具体可以包括输入侧信道处理单元根据信道特征表对输入的基带数据进行点对点信道处理，得到点对点信道化基带数据，并送给基带路由模块；基带路由模块根据路由信息把所述点对点信道化基带数据送给所述输出侧信道处理单元；输出侧信道处理单元根据信道特征表，把所述点对点信道化基带数据进行叠加后，送给基站或UE。或者，步骤S12)也可以是基带路由模块根据信道特征脚本信息，把各个输入的基带数据送给所述信道处理单元；信道处理单元根据信道特征表对各个输入的基带数据进行点对点信道处理，得到点对点信道化基带数据，进行叠加后送给基带路由模块；基带路由模块根据脚本信息，把已叠加的点对点信道化基带数据路由给基站或UE0另外，采集的信道数据文件包括外场实际所采集的信道数据文件或者是根据建立的数学模型所产生的信道数据文件。脚本中包括点到多点，多点到点的网络信道关联关系，以及点到点的信道特征。信道特征包括大尺度信道和小尺度信道特征。下面通过两个实施例来具体说明室内无线网络信道模拟的方法及其装置(简称INES indoor network emulation system), INES 通过 RRU (Radio Remote Unit)设备外接BTS和UE，如果BTS或UE支持直接输出基带接口，则可以不通过RRU直接连接INES，RRU的这种可选性在图中用虚线框表示。另外，实施例一中的INES也可以和实施例二中的INES设备互联以支持更多的BTS和UE。设备之间采用光纤或者其他高速通信介质连接。实施例一，如图2所示，INES具体结构模块，包括脚本管理模块，根根据室内无线网络信道模拟系统的拓扑图和采集的信道数据文件生成信道特征脚本，并将所述信道特征脚本下载给信道处理单元和基带路由模块，并发起开始命令；脚本管理模块内还设有脚本控制模块，用于定时读取信道特征表，并向信道处理单元更新信道特征数据。信道处理单元，根据所述信道特征脚本的信道特征表，对每个输入的基带数据进行点对点信道化处理，对处理结果进行叠加，得到用来送给基站或UE的基带数据；基带路由模块，根据信道特征脚本的路由信息对基带数据进行路由。
其具体连接结构为脚本管理模块连接基带路由模块和信道处理单元，基带路由模块通过输入侧信道处理单元连接基站的节点(NB)，并通过输出侧信道处理单元连接UE ；其处理流程为如图2和图4所示，脚本管理模块将建立的信道特征脚本下载给输入侧信道处理单元(处理单元A、B、C)、输出侧处理单元(处理单元D)和基带路由模块；并发起开始命令；输入侧信道处理单元根据信道特征表对从节点(NB)输入的基带数据进行点对点信道处理，得到点对点信道化基带数据，并送给基带路由模块；如果输入的基带信号参与多个网络信道合成，则输入侧的处理单元可以先把基带数据复制多份。所述基带路由模块根据路由信息把所述点对点信道化基带数据送给所述输出侧信道处理单元；所述输出侧信道处理单元根据信道特征表，把所述点对点信道化基带数据进行叠加后，送给UE。实施例二，如图3所示，INES具体结构模块，包括脚本管理模块，根根据室内无线网络信道模拟系统的拓扑图和采集的信道数据文件生成信道特征脚本，并将所述信道特征脚本下载给信道处理单元和基带路由模块，并发起开始命令；脚本管理模块内还设有脚本控制模块，用于定时读取信道特征表，并向信道处理单元更新信道特征数据信道处理单元，根据所述信道特征脚本的信道特征表，对每个输入的基带数据进行点对点信道化处理，对处理结果进行叠加，得到用来送给基站或UE的基带数据；基带路由模块，根据信道特征脚本的路由信息对基带数据进行路由。其具体连接结构为如图3所示，脚本管理模块连接基带路由模块和信道处理单元，基带路由模块外接信道处理单元(如处理单元A)，基带路由模块的输入端和输出端分别连接基站的节点(NB)和UE,其具体处理流程为如图3和图5所示，；脚本管理模块将建立的信道特征脚本下载给信道处理单元和基带路由模块；并发起开始命令；脚本控制模块读取信道特征脚本的信道特征表，信道处理单元根据信道特征表对各个输入的基带数据进行点对点信道处理，得到点对点信道化基带数据，进行叠加后送给基带路由模块；
所述基带路由模块根据信道特征脚本信息，把已叠加的点对点信道化基带数据路由给基站或UE其中，所述脚本管理模块内还设有脚本控制模块，用于定时读取信道特征表，并向信道处理单元更新信道特征数据。对基带信号参与多个信道处理的情况，数据拷贝方式有多种方式实现，如共享队列、广播方式等。路由方式是业界成熟技术，实现方式有多种，如交换、总线、路由等技术。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种室内无线网络信道模拟的方法，其特征在于，包括 根据室内无线网络信道模拟系统的拓扑图和采集的信道数据文件生成信道特征脚本； 信道处理单元根据所述信道特征脚本的信道特征表，对每个输入的基带数据进行点对点信道化处理，对处理结果进行叠加，得到用来送给基站或UE的基带数据，基带路由模块根据信道特征脚本的路由信息对基带数据进行路由。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述信道处理单元包括输入侧信道处理单元和输出侧信道处理单元，其中 所述输入侧信道处理单元根据信道特征表对输入的基带数据进行点对点信道处理，得到点对点信道化基带数据，并送给基带路由模块； 所述基带路由模块根据路由信息把所述点对点信道化基带数据送给所述输出侧信道处理单元； 所述输出侧信道处理单元根据信道特征表，把所述点对点信道化基带数据进行叠加后，送给基站或UE。
3.根据权利要求I所述的方法，其特征在于， 所述基带路由模块根据信道特征脚本信息，把各个输入的基带数据送给所述信道处理单元； 所述信道处理单元根据信道特征表对各个输入的基带数据进行点对点信道处理，得到点对点信道化基带数据，进行叠加后送给基带路由模块； 所述基带路由模块根据路由信息，把已叠加的点对点信道化基带数据路由给基站或UE0
4.根据权利要求I或2或3所述的方法，其特征在于，所述采集的信道数据文件包括外场实际所采集的信道数据文件或者是根据建立的数学模型所产生的信道数据文件。
5.一种室内无线网络信道模拟装置，其特征在于，包括 脚本管理模块，根根据室内无线网络信道模拟系统的拓扑图和采集的信道数据文件生成信道特征脚本； 信道处理单元，根据所述信道特征脚本的信道特征表，对每个输入的基带数据进行点对点信道化处理，对处理结果进行叠加，得到用来送给基站或UE的基带数据； 基带路由模块，根据信道特征脚本的路由信息对基带数据进行路由。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述脚本管理模块连接基带路由模块和信道处理单元，基带路由模块通过输入侧信道处理单元连接基站或UE，并通过输出侧信道处理单元连接基站或UE ;其中， 所述脚本管理模块将建立的信道特征脚本下载给信道处理单元和基带路由模块；并发起开始命令； 输入侧信道处理单元根据信道特征表对输入的基带数据进行点对点信道处理，得到点对点信道化基带数据，并送给基带路由模块； 所述基带路由模块根据路由信息把所述点对点信道化基带数据送给所述输出侧信道处理单元； 所述输出侧信道处理单元根据信道特征表，把所述点对点信道化基带数据进行叠加后，送给基站或UE。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述脚本管理模块连接基带路由模块和信道处理单元，基带路由模块外接信道处理单元，基带路由模块的输入端和输出端分别连接基站或UE，其中； 所述脚本管理模块将建立的信道特征脚本下载给信道处理单元和基带路由模块；并发起开始命令； 所述信道处理单元根据信道特征表对各个输入的基带数据进行点对点信道处理，得到点对点信道化基带数据，进行叠加后送给基带路由模块； 所述基带路由模块根据路由信息，把已叠加的点对点信道化基带数据路由给基站或UE0
8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述脚本管理模块内还设有脚本控制模块，用于定时读取信道特征表，并向信道处理单元更新信道特征数据。
全文摘要
一种室内无线网络信道模拟的方法及其装置，其方法具体为根据室内无线网络信道模拟系统的拓扑图和采集的信道数据文件生成信道特征脚本；将所述信道特征脚本下载给信道处理单元和基带路由模块，并发起开始命令；所述信道处理单元根据所述信道特征脚本的信道特征表，对每个输入的基带数据进行点对点信道化处理，对处理结果进行叠加，得到用来送给基站或UE的基带数据，所述基带路由模块根据信道特征脚本的路由信息对基带数据进行路由。
文档编号H04W24/06GK102790990SQ201110131589
公开日2012年11月21日 申请日期2011年5月19日 优先权日2011年5月19日
发明者吴岩巍, 胡留军, 陈诗军 申请人:中兴通讯股份有限公司