基于传输线的无线信道多径实验模块
发布时间:2021-01-09 12:21
无线通信中信道环境复杂,存在多径效应,使传输信号受到符号间干扰,引起失真,严重影响通信系统的性能。为了模拟多径信道,分析了射频电路里的传输线。传输线与无线信道的特征阻抗都恒定不变,信号路径数量可变,传播的信号相位都呈现周期性变化,传播延迟与距离呈线性关系。在每条传输线中增加可变电阻模拟信号在自由空间的衰减,采用微波电路实现无线通信实验中的多径模块,模拟无线信道的多径效应。多径模块可与发射机和接收机构成一个完整的无线通信系统实验平台。
【文章来源】:实验技术与管理. 2020,37(06)北大核心
【文章页数】:4 页
【部分图文】:
图1 两路信道示意图
根据以上分析,基于传输线理论,设计了无线信道多径实验模块,如图2所示。整个电路采用无源器件设计,共设计了四条路径,每条路径的长度不同,使得通过信号的延迟不同。多径模块左右各有一个端口,阻抗都为50Ω,可以分别与发射机射频端和接收机射频端直接连接,并且可以互换。电路中的器件之间的连线采用微波电路中的传输线,电阻R1—R6起匹配的作用。为了模拟无线信道中信号的衰减,在每条路径上都增加了一个可变电阻,分别为R7、R8、R9和R10,通过调节可变电阻从而独立调节每条路径的衰减,衰减范围为0~6 dB。时延以第一条路径为基准,其他三条路径相对于第一条路径的时延分别约为-1.5、-1.2和-0.8 ns。每条路径上都设置有独立开关,分别为S1、S2、S3和S4,独立控制每条路径的通断。通过微带线上开关的组合,可以独立模拟一条路径(L1、L2、L3或L4)、两条路径(L1和L2,L1和L3,L1和L4,L2和L3,L2和L4,L3和L4)、三条路径(L1、L2和L3,L1、L2和L4,L2、L3和L4)和四条路径(L1、L2、L3和L4)。通过可变电阻和开关的组合,开展无线通信实验时可随意设置接入通信系统中的路径及每条路径的衰减,模拟真实的无线信道。
两个端口都采用SMA头,便于与PA的输出和LNA的输入连接,替换无线通信中的天线。在四条路径的连接部分,采用了四根电缆各自结合两个SMA头实现路径的通断,可以同时测量四路信号,便于观察和开展无线通信多径实验。多径模块长18 cm、宽8 cm、高2.5 cm,结构简单,使用方便,易于与其他通信模块连接。将无线通信实验中的多径模块连接到矢量网络分析仪上,测试第一条路径的相频特性,结果如图4所示。
【参考文献】:
期刊论文
[1]基于STM32单片机的通信技术实验系统设计[J]. 朱向庆,何昌毅,朱万鸿,钟创平. 实验技术与管理. 2019(08)
[2]基于LabVIEW的过程控制实验平台开发[J]. 李哲,邓小刚,曹玉平,王平,杨明辉,刘宝. 实验技术与管理. 2019(07)
[3]软硬协同无线通信视频传输实验系统设计[J]. 孙彦景,马常伟,王艳芬,陈岩,李松,张晓光. 实验技术与管理. 2019(05)
[4]基于LabVIEW和USRP的通信原理虚实结合实验平台设计[J]. 纪艺娟,高凤强,郭一晶,季磊,郭宇婕. 实验技术与管理. 2019(03)
[5]基于LabVIEW-USRP的直接序列扩频通信系统仿真实验[J]. 李毅,杨栋,李晓辉. 实验技术与管理. 2018(12)
[6]通信理论与技术实验模式改革研究与探索[J]. 魏建军,刘乃安,陈付龙,李晓辉,韦娟. 实验技术与管理. 2018(01)
硕士论文
[1]多径衰落下通信系统模型研究与仿真分析[D]. 蔡娟.湖南师范大学 2015
本文编号:2966642
【文章来源】:实验技术与管理. 2020,37(06)北大核心
【文章页数】:4 页
【部分图文】:
图1 两路信道示意图
根据以上分析,基于传输线理论,设计了无线信道多径实验模块,如图2所示。整个电路采用无源器件设计,共设计了四条路径,每条路径的长度不同,使得通过信号的延迟不同。多径模块左右各有一个端口,阻抗都为50Ω,可以分别与发射机射频端和接收机射频端直接连接,并且可以互换。电路中的器件之间的连线采用微波电路中的传输线,电阻R1—R6起匹配的作用。为了模拟无线信道中信号的衰减,在每条路径上都增加了一个可变电阻,分别为R7、R8、R9和R10,通过调节可变电阻从而独立调节每条路径的衰减,衰减范围为0~6 dB。时延以第一条路径为基准,其他三条路径相对于第一条路径的时延分别约为-1.5、-1.2和-0.8 ns。每条路径上都设置有独立开关,分别为S1、S2、S3和S4,独立控制每条路径的通断。通过微带线上开关的组合,可以独立模拟一条路径(L1、L2、L3或L4)、两条路径(L1和L2,L1和L3,L1和L4,L2和L3,L2和L4,L3和L4)、三条路径(L1、L2和L3,L1、L2和L4,L2、L3和L4)和四条路径(L1、L2、L3和L4)。通过可变电阻和开关的组合,开展无线通信实验时可随意设置接入通信系统中的路径及每条路径的衰减,模拟真实的无线信道。
两个端口都采用SMA头,便于与PA的输出和LNA的输入连接,替换无线通信中的天线。在四条路径的连接部分,采用了四根电缆各自结合两个SMA头实现路径的通断,可以同时测量四路信号,便于观察和开展无线通信多径实验。多径模块长18 cm、宽8 cm、高2.5 cm,结构简单,使用方便,易于与其他通信模块连接。将无线通信实验中的多径模块连接到矢量网络分析仪上,测试第一条路径的相频特性,结果如图4所示。
【参考文献】:
期刊论文
[1]基于STM32单片机的通信技术实验系统设计[J]. 朱向庆,何昌毅,朱万鸿,钟创平. 实验技术与管理. 2019(08)
[2]基于LabVIEW的过程控制实验平台开发[J]. 李哲,邓小刚,曹玉平,王平,杨明辉,刘宝. 实验技术与管理. 2019(07)
[3]软硬协同无线通信视频传输实验系统设计[J]. 孙彦景,马常伟,王艳芬,陈岩,李松,张晓光. 实验技术与管理. 2019(05)
[4]基于LabVIEW和USRP的通信原理虚实结合实验平台设计[J]. 纪艺娟,高凤强,郭一晶,季磊,郭宇婕. 实验技术与管理. 2019(03)
[5]基于LabVIEW-USRP的直接序列扩频通信系统仿真实验[J]. 李毅,杨栋,李晓辉. 实验技术与管理. 2018(12)
[6]通信理论与技术实验模式改革研究与探索[J]. 魏建军,刘乃安,陈付龙,李晓辉,韦娟. 实验技术与管理. 2018(01)
硕士论文
[1]多径衰落下通信系统模型研究与仿真分析[D]. 蔡娟.湖南师范大学 2015
本文编号:2966642
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