CN100492996C - 无线数据通信仿真方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种无线数字通信仿真方法，包括一个信号产生设备，一个信号接收处理设备，其中信号产生设备、信号接收处理设备分别包括一台计算机和一块带数字信号处理芯片DSP的电路板，其特征在于：还有两个起信号串联作用的功能子卡，信号产生设备和信号接收处理设备通过功能子卡进行串行传输，实现两者之间完全的同步，信号产生设备的计算机控制产生仿真研究需要的信号，这些信号通过功能子卡传送到信号接收处理设备，并将接收到的信号传送到计算机进行处理。通过该装置，能有效地降低研究成本，容易实现无线数字通信的仿真研究。
Description
技术领域
本发明涉及一种无线数据通信仿真方法，属于无线通信领域。
背景技术
无线移动通信是当今通信领域内最活跃和发展最迅速的领域之一，也是对人类生活和社会发展有重大影响的科学技术领域之一。所以越来越多的研究人员投入到对无线通信的系统研究。由于数字信号处理技术的不断发展和数字信号处理芯片的不断完善，所以无线通信由一开始的模拟信号传输，逐渐演变为现在数字信号传输。由于近来对无线移动通信需求的快速增长，信号的处理速度要求越来越快，相应地对硬件的要求也越来越高。随之对于研究人员来说，如果要构造一个无线通信研究系统的成本将变得非常昂贵。例如，一个带扩频信号输出的信号发生器就高达上百万。这样，就严重阻碍了研究工作的顺利进行，尤其对于一些小型的研究机构，如大学实验室等。有些重要的研究项目，由于缺少经费而停滞，这是一个急待解决的技术难题。
发明内容
本发明的目的是针对上述存在的问题而设计的，提供一种无线数字通信仿真方法。通过该方法，能有效地降低研究成本，容易实现无线数字通信的仿真研究。同时，本发明还提供一种无线数字通信仿真装置。
本发明的目的是这样实现的：一种无线数字通信仿真方法，一信号产生设备产生的信号输出给一信号接收处理设备，其中信号产生设备、信号接收处理设备分别通过其内部的一台计算机和一块带数字信号处理芯片DSP的电路板进行工作，所述信号产生设备和信号接收处理设备的运行模式分别由所述计算机进行控制，信号产生设备输出研究所需要的信号，信号接收处理设备选用需要研究的自适应接收算法，并可以将算法的结果直接反馈回计算机进行显示；其特征在于：信号产生设备和信号接收处理设备通过两个起信号串联作用的功能子卡进行串行传输，实现两者之间完全的同步，信号产生设备的计算机控制产生仿真研究需要的信号：源信号、编码、成帧、基带调制、噪声产生、信道，这些信号通过功能子卡传送到信号接收处理设备，并将接收到的信号传送到计算机进行：基带解调、自适应信号处理、解码、判决，并对其处理后的结果进行比较和验证。
实施/实现上述方法的无线数字通信仿真装置，包括一个信号产生设备，一个信号处理设备，所述的信号产生设备、信号接收处理设备分别包括一台计算机和一块带数字信号处理芯片DSP的电路板，信号产生设备与信号接收处理设备由外部电源提供工作电源，其特征在于：两块电路板上还分别设置有一块功能子卡，功能子卡上安装两块含有低压差分信号技术LVDS接口的芯片，其中一块LVDS接口芯片用于发射信号，另一块LVDS接口芯片用于接收信号；同时功能子卡上还安装两个用于功能子卡之间串联的RJ45接口，一个RJ45接口与用于发射信号的LVDS接口芯片电气相连，另一个RJ45接口与用于接收信号的LVDS接口芯片电气相连，信号产生设备与信号接收处理设备的通信通过功能子卡完成，一块功能子卡的RJ45接口与另一块功能子卡的RJ45接口之间通过网线电气连接进行通信；计算机通过USB接口与电路板的JTAG接口串联连接；电路板的串口与功能子卡的LVDS接口串联连接。
上述的无线数据通信仿真功能子卡，用于发射的LVDS接口芯片采用SN65LVDS31芯片；用于发射的LVDS接口芯片采用SN65LVDS32芯片。
上述的无线数据通信仿真功能子卡，用于发射的LVDS接口芯片采用SN55LVDS31芯片；用于接收的LVDS接口芯片采用SN55LVDS32芯片。
本发明具有如下优点：由于采用计算机和电路板直接通过JTAG接口连接，既可以方便的控制DSP芯片的运行方式，又可以方便和及时的将运算产生的数据返回计算机进行检验和显示，可以画眼图、星座图、频谱图、误码率图等，用途广泛，操作方便。由于功能子卡采用的是LVDS接口技术，这种技术的核心是采用极低的电压摆幅高速差分传输数据，可以实现点对点或一点对多点的连接，具有低功耗、低误码率、低串扰和低辐射等特点；两块电路板可以在不影响信号完整高速传输的前提下，分隔比较宽的距离。可以有效的利用空间，方便设备的摆放；由于只需要两台计算机及其相应的连接部件，降低了试验成本，有效解决了长期以来困扰科研人员的经费问题。用简单的设备就可完成复杂的仿真研究，大大加快的科研进程，具有良好的社会效益与经济效益。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
图1是本发明无线数据通信仿真方法及其装置的总体框图；
图2是本发明无线数据通信仿真方法及其装置信号产生设备的信号流程框图；
图3是本发明无线数据通信仿真方法及其装置信号接收处理设备的信号流程框图；
图4是本发明无线数据通信仿真方法及其装置功能子卡的电路原理图。
具体实施方式
如图1至图4所示，一种无线数字通信仿真方法，一信号产生设备7产生的信号输出给一信号接收处理设备8，其中信号产生设备7、信号接收处理设备8分别通过其内部的一台计算机10和一块带数字信号处理芯片DSP的电路板5进行工作，所述信号产生设备7和信号接收处理设备8的运行模式分别由所述计算机进行控制，信号产生设备7输出研究所需要的信号，信号接收处理设备8选用需要研究的自适应接收算法，并可以将算法的结果直接反馈回计算机进行显示；其特征在于：信号产生设备和信号接收处理设备通过两个起信号串联作用的功能子卡6进行串行传输，实现两者之间完全的同步，信号产生设备7的计算机10控制产生仿真研究需要的信号：源信号12、编码13、成帧14、基带调制15、噪声产生16、信道17，这些信号通过功能子卡6传送到信号接收处理设备8，并将接收到的信号传送到计算机10进行：基带解调18、自适应信号处理19、解码20、判决21，并对其处理后的结果进行比较和验证。
实施/实现上述方法的无线数字通信仿真装置，包括一个信号产生设备7，一个信号接收处理设备8，所述的信号产生设备7、信号接收处理设备8分别包括一台计算机10和一块带数字信号处理芯片DSP的电路板5，两台计算机之间通过通讯线11联网，信号产生设备7与信号接收处理设备8由外部电源提供工作电源，其特征在于：两块电路板5上还分别设置有一块功能子卡6，功能子卡6上安装两块含有低压差分信号技术LVDS接口的芯片，其中一块LVDS接口芯片1用于发射信号，另一块LVDS接口芯片2用于接收信号；同时功能子卡6上还安装两个用于功能子卡之间串联的RJ45接口，一个RJ45接口3与用于发射信号的LVDS接口芯片1电气相连，另一个RJ45接口4与用于接收信号的LVDS接口芯片2电气相连，信号产生设备7与信号接收处理设备8的通信通过功能子卡6完成，一块功能子卡6的RJ45接口3与另一块功能子卡6的RJ45接口4之间通过网线9电气连接进行通信；计算机10通过USB接口与电路板5的JTAG接口串联连接；电路板5的串口与功能子卡6的LVDS接口串联连接。上述的无线数据通信仿真功能子卡，用于发射的LVDS接口芯片采用SN65LVDS31芯片或SN55LVDS31芯片；用于接收的LVDS接口芯片采用SN65LVDS32芯片或SN55LVDS32芯片。在本实施例中，选用的带数字信号处理芯片的电路板是美国德州仪器公司的C6416DSK电路板，上面带有TMS320C6416DSP芯片和JTAG接口。功能子卡的电源由3.3V的直流电供电工作，用于发射的LVDS接口芯片采用SN65LVDS31芯片，其输入引脚2A为信号输入脚，通过电阻R1接外数据信号，输入引脚3A为时钟信号输入脚，通过电阻R2接外部时钟信号，输入引脚4A为帧同步信号输入脚，通过电阻R3接外部帧同步信号；输出引脚2Y和输出引脚2Z分别与RJ45接口3的第3和第4引脚相连，输出引脚2Y和输出引脚2Z之间还并联了负载电阻R4；输出引脚3Y和输出引脚3Z分别与RJ45接口3的第5和第6引脚相连，输出引脚3Y和输出引脚3Z之间还并联了负载电阻R5；输出引脚4Y和输出引脚4Z分别与RJ45接口3的第7和第8引脚相连，输出引脚4Y和输出引脚4Z之间还并联了负载电阻R6。用于发射的LVDS接口芯片采用SN65LVDS32芯片，其输入引脚2A和输入引脚2B分别与RJ45接口4的第3和第4引脚相连，输入引脚3A和输入引脚3B分别与RJ45接口4的第5和第6引脚相连，输入引脚4A和输入引脚4B分别与RJ45接口4的第7和第8引脚相连；输出引脚2Y为信号输入脚，接外数据信号，其输出引脚3Y为时钟信号输入脚，接外部时钟信号，其输出引脚4Y为帧同步信号输入脚，接外部帧同步信号。由于功能子卡采用的是LVDS接口技术，这种技术的核心是采用极低的电压摆幅高速差分传输数据，可以实现点对点或一点对多点的连接，具有低功耗、低误码率、低串扰和低辐射等特点。两块电路板可以在不影响信号完整高速传输的前提下，分隔比较宽的距离。可以有效的利用空间，方便设备的摆放；由于只需要上述的连接部件，降低了试验成本，有效解决了长期以来困扰科研人员的经费问题；由于该功能子卡同时具有数据收发功能，只要在每个带数字信号处理的电路板上都增加一块上述功能子卡，就可灵活方便地实现多块数字信号处理芯片直接的串联连接。
Claims (6)
1、一种无线数字通信仿真方法，一信号产生设备(7)产生的信号输出给一信号接收处理设备(8)，其中信号产生设备(7)、信号接收处理设备(8)分别通过其内部的一台计算机(10)和一块带数字信号处理芯片DSP的电路板(5)进行工作，所述信号产生设备(7)和信号接收处理设备(8)的运行模式分别由所述计算机进行控制，信号产生设备(7)输出研究所需要的信号，信号接收处理设备(8)选用需要研究的自适应接收算法，并可以将算法的结果直接反馈回计算机进行显示；其特征在于：信号产生设备和信号接收处理设备通过两个起信号串联作用的功能子卡(6)进行串行传输，实现两者之间完全的同步，信号产生设备(7)的计算机(10)控制产生仿真研究需要的信号：源信号(12)、编码(13)、成帧(14)、基带调制(15)、噪声产生(16)、信道(17)，这些信号通过功能子卡(6)传送到信号接收处理设备(8)，并将接收到的信号传送到计算机(10)进行：基带解调(18)、自适应信号处理(19)、解码(20)、判决(21)，并对其处理后的结果进行比较和验证。
2、一种实现权利要求1所述的无线数字通信仿真方法的无线数字通信仿真装置，包括一个信号产生设备(7)，一个信号接收处理设备(8)，所述的信号产生设备(7)、信号接收处理设备(8)分别包括一台计算机(10)和一块带数字信号处理芯片DSP的电路板(5)，两台计算机之间通过通讯线(11)联网，信号产生设备(7)与信号接收处理设备(8)由外部电源提供工作电源，其特征在于：两块电路板(5)上还分别设置有一块功能子卡(6)，功能子卡(6)上安装两块含有低压差分信号技术LVDS接口的芯片，其中一块LVDS接口芯片(1)用于发射信号，另一块LVDS接口芯片(2)用于接收信号；同时功能子卡(6)上还安装两个用于功能子卡之间串联的RJ45接口，一个RJ45接口(3)与用于发射信号的LVDS接口芯片(1)电气相连，另一个RJ45接口(4)与用于接收信号的LVDS接口芯片(2)电气相连，信号产生设备(7)与信号接收处理设备(8)的通信通过功能子卡(6)完成，一块功能子卡(6)的RJ45接口(3)与另一块功能子卡(6)的RJ45接口(4)之间通过网线(9)电气连接进行通信；计算机(10)通过USB接口与电路板(5)的JTAG接口串联连接；电路板(5)的串口与功能子卡(6)的LVDS接口串联连接。
3、根据权利要求2所述的无线数字通信仿真装置，其特征在于：用于发射的LVDS接口芯片(1)采用SN65LVDS31芯片。
4、根据权利要求2所述的无线数字通信仿真装置，其特征在于：用于接收的LVDS接口芯片(2)采用SN65LVDS32芯片。
5、根据权利要求2所述的无线数字通信仿真装置，其特征在于：用于发射的LVDS接口芯片(1)采用SN55LVDS31芯片。
6、根据权利要求2所述的无线数字通信仿真装置，其特征在于：用于接收的LVDS接口芯片(2)采用SN55LVDS32芯片。
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