基于IQ数据与衰落序列的无线信道模拟器设计

发布时间：2020-06-22 05:44

【摘要】：传统的室外无线通信系统测试方法存在很多的缺陷。为了能够缩短系统测试周期,科研人员需要在实验室模拟无线信道的各种传播特性,以便于进行调试和测试。无线信道模拟器作为取代传统测试的设备得到了广泛的关注与研究。无线信道模拟器的实现主要有两个方面,一是利用模拟器的硬件架构来生成测试信号的基带IQ数据流;一是利用上位机软件正确的生成所要模拟的信道模型的衰落序列值。本文首先对无线信道模拟器的总体硬件架构进行设计,分析了各个模块的功能,并在此基础上对中频基带单元的基带IQ数据流的生成进行了理论分析。然后本文在满足信道模拟器性能的基础上对中频基带单元的基带IQ数据及衰落序列值的的吞吐量进行了评估,并在此基础上设计了基于PXI Express(PXIe)高速工业总线平台的中频基带单元。为了能够实现基带IQ数据流的大吞吐量正确传输,本文利用Aurora高速串行通信协议对其进行了开发实现。其次,为了能够生成信道模型正确的衰落序列值,本文选择性能更好的仿真方法在上位机matlab软件对平坦衰落信道以及MIMO衰落信道进行了建模与仿真,并将仿真结果与理论值进行对比,验证生成的衰落序列的正确性。最后本文在前两者分析结论的基础上对仿真器整体设计进行了论述。
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN92
【图文】：

示意图,通信测试,信道模拟器,示意图

数的基础上结合硬件设备的信号处理技术就可以实现对不同区域环境下的信道特逡逑征进行正确快速的模拟，以此来高效的完成无线通信系统的测试。逡逑无线信道模拟器的通信测试应用如图１．１所示：逡逑１逡逑

传播环境,无线信道

中传播易发生弥散损耗和阴影损耗，信号间的相互叠加会产生衰落和时延扩展。逡逑此外无线通信也会受到多普勒频移的干扰。电磁波信号在无线信道环境中的传输逡逑过程如图２．１所示：逡逑ＪＫ逦１逦了发射机逡逑灥逦ｌｉｆｔ逡逑图２．１无线信道传播环境逡逑Ｆｉｇ邋２．１邋Ｗｉｒｅｌｅｓｓ邋ｃｈａｎｎｅｌ邋ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ邋ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ逡逑无线信道最主要的传输特征是电磁波信号会发生衰落，主要可以归结为两类，逡逑即大尺度［１８］与小尺度［１９］模型。当无线信号传输距离较远，如达到成千甚至上逡逑万米时，大尺度衰落现象就会出现。它是由信号远距离传输造成的路径损耗以及逡逑由于大面积建筑物、突出地形以及植被造成的阴影效应［２０］。对于己经选定的基逡逑站和移动终端来说，路径损耗与阴影效应对电磁波信号造成的影响是一种缓慢的逡逑衰落过程。相对而言，小尺度衰落则是因为多径现象［２１］等原因造成电磁波信号逡逑在小距离和时间内功率的迅速变化。无线信道环境中大尺度和小尺度衰落的比照逡逑图如图２．２所示：逡逑５逡逑

【参考文献】