一种信道模拟器的快速自动校准方法与流程

1.本发明涉及仪器计量技术领域，特别涉及一种自动校准方法，可用于无线信道模拟器衰落、延时、速度参数的校准测试。


背景技术：

2.在无线信道模拟器校准过程中必须对衰落、延时、速度参数进行校准，以无线信道模拟器的性能指标，保证其模拟的准确度。
3.目前在无线信道模拟器校准过程，模拟信道的数量多，且需要对不同信道的三个参数在不同数据点进行校准，测量点多，校准过程复杂，因此校准速度慢，效率低，需要提高校准效率，减少工作量。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术的不足，本发明提供一种信道模拟器的快速自动校准方法。本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供了一种模拟信道快速校准方法，该系统基于波形编辑的输入信号模式，一次测量可以完成全部信道的三个参数测量，节省了校准时间，集成了测试功能，并提高了校准准确度，使信道衰落、延时、速度三个参数能够最终溯源至国家标准。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
6.第一步骤：按照图1连接设备，矢量信号发生器为矢量信号分析仪输出参考信号和触发信号，矢量信号发生器依次通过射频电缆3和射频电缆4连接至矢量信号分析仪；矢量信号发生器发射连续波信号，测量经过射频电缆3，射频电缆4的电平值p1和信号频率f1；
7.第二步骤：使用矢量信号发生器发射脉冲调制信号，测量经过射频电缆3和射频电缆4的通路相对于触发信号的延时t1；
8.第四步骤：按照图2连接设备，矢量信号发生器为矢量信号分析仪输出参考信号和触发信号，矢量信号发生器通过射频电缆3连接至无线信道模拟器，无线信道模拟器通过射频电缆4连接至矢量信号分析仪，此时矢量信号发生器、矢量信号分析仪分别与无线信道模拟器的输入和输出端口相通；
9.第五步骤：编辑波形加载入矢量信号发生器，脉冲波形为双脉冲调制信号，第一个短时脉冲宽度为50ns，第二个长时脉冲宽度为1ms，第一个脉冲的下降沿与后续长时间脉冲的间隔时间大于需要测量的最大延时值；使用矢量信号发生器发射信号；
10.第六步骤：设定无线信道模拟器的信道参数值，将信道的中心频率设定为矢量信号发生器的发射频率值，并按照所需校准点设定各多径的衰落、延时和速度值，其中每条多径的延时时间和速度设定为不同的值，每条多径之间的延时差值大于短时脉冲宽度；
11.第七步骤：使用矢量信号分析仪采集经过无线信道模拟器的信号，检测接收得到的短时脉冲个数，所得到的短时脉冲个数即为多径数量；
12.第八步骤：对每个短时脉冲进行频率测量，得到频率粗测值，根据频率粗测值进行
数字信道化处理，滤除其他多径的信号，分离出每条径的信号；
13.第九步骤：调用不同信道已经分离得出的信号，测量短时脉冲相对于触发的延时值t2，利用后置长时脉冲进行fft变换测量频率f2及电平值p2；
14.第十步骤：计算信道模拟器的每条多径的延迟时间t＝t2-t1；
15.第十一步骤：计算信道模拟器的每条多径的多普勒频移f＝f2-f1，换算为速度v＝(f
×
c)/f1；
16.第十二步骤：计算信道模拟器的每条多径的衰落p＝p2-p1。
17.所述的矢量信号发生器发射无线信道模拟器所需的输入信号，发射波形为：第一个短时脉冲的脉宽小于被测不同延时点差值的最小值，保证经过信道模拟器后的短时脉冲在时域上不会有重叠；第二个长时间脉冲宽度长于矢量信号分析仪的fft变换所需时长，此时可将其看成一个连续波信号；第一个短时脉冲的下降沿与后续长时间脉冲的间隔时间大于需要测量的最大延时值，保证进过信道模拟器的信号短时脉冲和长时脉冲不会再时间上有重叠。
18.所述矢量信号分析仪的分析带宽设置应覆盖无线信道模拟器的模拟的速度对应的多普勒频移范围，同时采集的时间长于矢量信号发生器所编辑的一个波形周期+延时时间长度。
19.本发明的有益效果在于采用波形编辑的方式产生无线信道模拟器的输入信号，使得在一次信号采集后同时信号处理得出延时和频率电平改变值，从而计算无线信道模拟器的延时衰落和多普勒频移值，减少了采集次数，节约了测试时间。
20.本发明采用在无线信道模拟器中的不同信道模拟不同多普勒频移延时衰落值的方式，并利用多普勒频移的不同，无线信道模拟器输出的信号频率不同，进行数字信道化，将不同多径的信号进行数字化分离，可以一次测量同时得到全部信道的测量点的测量值，也能减少采集次数，大大提高了校准效率。
附图说明
21.图1为本发明的系统测试的修正连接图。
22.图2为本发明的统测试的测量连接图。
23.图3为矢量信号发生器编辑的波形信号。
具体实施方式
24.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
25.本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供了一种模拟信道快速校准方法，该系统基于波形编辑的输入信号模式，一次测量可以完成全部信道的三个参数测量，节省了校准时间，集成了测试功能，并提高了校准准确度，使信道衰落、延时、速度三个参数能够最终溯源至国家标准。
26.为了实现上述目的，本发明包括：系统由矢量信号发生器，矢量信号分析仪，射频电缆3和射频电缆4。
27.本发明采用利用触发信号，进行无线信道模拟器校准，其解决问题所采用的技术方案包括以下步骤：
28.第一步骤：按照图1连接设备。使用矢量信号发生器发射连续波信号，测量进过射频电缆3，射频电缆4的电平值p1和信号频率f1。
29.第二步骤：使用矢量信号发生器发射脉冲调制信号，测量进过射频电缆3，射频电缆4的通路相对于触发信号的延时t1。
30.第四步骤：按照图2连接设备，此时矢量信号发生器、矢量信号分析仪分别于无线信道模拟器的输入和输出端口相通。
31.第五步骤：编辑波形加载入矢量信号发生器，脉冲波形为双脉冲调制信号，第一个短时脉冲宽度为50ns，第二个长时脉冲宽度为1ms，第一个脉冲的下降沿与后续长时间脉冲的间隔时间应大于需要测量的最大延时值。使用矢量信号发生器发射信号。
32.第六步骤：设定无线信道模拟器的信道参数值，将信道的中心频率设定为矢量信号发生器的发射频率值，并按照所需校准点设定各多径的衰落、延时、速度值，其中每条多径的延时时间和速度设定为不同的值，每条多径之间的延时差值应大于短时脉冲宽度。
33.第七步骤：使用矢量信号分析仪采集经过无线信道模拟器的信号，检测接收得到的短时脉冲个数，所得到的短时脉冲个数即为多径数量。
34.第八步骤：对每个短时脉冲进行频率测量，得到频率粗测值。根据频率粗测值进行数字信道化处理，滤除其他多径的信号，分离出每条径的信号。
35.第九步骤：调用不同信道已经分离得出的信号，测量短时脉冲相对于触发的延时值t2，利用后置长时脉冲进行fft变换测量频率f2及电平值p2。
36.第十步骤：计算信道模拟器的每条多径的延迟时间t＝t2-t1。
37.第十一步骤：计算信道模拟器的每条多径的多普勒频移f＝f2-f1，换算为速度v＝(f
×
c)/f1。
38.第十二步骤：计算信道模拟器的每条多径的衰落p＝p2-p1。
39.所述的矢量信号发生器负责发射无线信道模拟器所需的输入信号，发射波形为图3所示，第一个短时脉冲的脉宽应小于被测不同延时点差值的最小值以保证经过信道模拟器后的短时脉冲在时域上不会有重叠；第二个长时间脉冲宽度应长于矢量信号分析仪的fft变换所需时长，此时可将其看成一个连续波信号；第一个短时脉冲的下降沿与后续长时间脉冲的间隔时间应大于需要测量的最大延时值以保证进过信道模拟器的信号短时脉冲和长时脉冲不会再时间上有重叠。
40.所述矢量信号分析仪的分析带宽设置应覆盖无线信道模拟器的模拟的速度对应的多普勒频移范围，同时采集的时间应长于矢量信号发生器所编辑的一个波形周期+延时时间长度。
41.图1为为本发明的系统测试的修正连接图，用以测量未经过无线信道模拟器的原校准用信号的频率电平和相对于触发信号的延时。
42.图2为本发明的统测试的测量连接图，用以测量校准用信号经过信道后变换的频率电平和相对于触发信号的延时。
43.图3为矢量信号发生器编辑的波形信号，由一个短时脉冲和一个长时脉冲组成，第一个短时脉冲的脉宽t1小于被测不同延时点差值的最小值；第二个长时间脉冲宽度t3长于矢量信号分析仪的fft变换所需时长；第一个短时脉冲的下降沿与后续长时间脉冲的间隔时间t2大于需要测量的最大延时值。
44.以上描述仅是本发明的一个具体实例，显然对于本领域的专业人员来说，在了解了本发明内容和原理后，都可在不背离本发明原理的情况下，进行形式上和细节上的各种修正和改变，但是这些基于本发明思想的修正和改变仍在本发明的权利要求保护范围之内。