CN105323016A - 信道模拟器及信道仿真处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种信道模拟器及信道仿真处理方法，其中，信道模块器包括：信道射频输入单元，用于将射频输入信号转化为第一基带输入信号；信道仿真单元，用于将从信道射频输入单元接收到的第一基带输入信号进行信道化处理获得第一基带输出信号，或者将从信道仿真单元的基带输入接口输入的第二基带输入信号进行信道化处理获得第二基带输出信号，并将第一基带输出信号、第二基带输出信号以基带输出接口输出，或将第一基带输出信号、第二基带输出信号输出至信道射频输出单元；信道射频输出单元，用于将从信道仿真单元输出的第一基带输出信号或者第二基带输出信号转化为射频输出信号。通过本发明，丰富了信道模拟器的接口，以及对信号类型处理的效果。

Description

信道模拟器及信道仿真处理方法
技术领域
本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种信道模拟器及信道仿真处理方法。
背景技术
无线信道是一种时变信道，无线信号通过这种信道时，所表现出的衰落有：1是随信号传输距离变化而产生的传输损耗和弥散；2是由于传输环境中的地形、建筑物及其他障碍物对电磁信号的阻挡所引起的阴影衰落；3是无线信号在传输路径上受到周围障碍物的反射、绕射和散射，使得其到达接收机是从多个路径传来的多个信号的叠加，导致信号在接收端的幅度、相位和到达时间的随机变化而引起的多径衰落；4是接收终端在信号传输方向的移动而产生的多普勒频移，使得接收信号在频域的扩展，产生附加的调频噪声，出现接收信号失真。
在研究无线信道时，通常将无线信道分为大尺度衰落和小尺度衰落两种传输模型。大尺度衰落模型用于描述发射机和接收机间的长距离上的信号强度变化，包括传输损耗、弥散和阴影衰落；小尺度衰落模型用于描述短距离和短时间内的信号强度的快速变化，包括多径衰落和多普勒频移。
在相关技术中，无线信道模拟器一般都是提供射频接口的信道仿真，内部先将射频信号转为基带信号，对基带信号进行信道化处理，将处理后的基带信号再转为射频信号，最后输出信道化后的射频信号。由此可以看出，相关技术中的无线信道模拟器仅能实现对射频信号进行信道化处理，适用范围有限，扩展性低。
因此，在相关技术中，存在无线信道模拟器对信号进行信道处理时，存在对信号类型受限的问题。
发明内容
本发明提供了一种信道模拟器及信道仿真处理方法，以至少解决在相关技术中，存在无线信道模拟器对信号进行信道处理时，存在对信号类型受限的问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种信道模拟器，包括：信道射频输入单元，用于将射频输入信号转化为第一基带输入信号；信道仿真单元，用于将从所述信道射频输入单元接收到的所述第一基带输入信号进行信道化处理获得第一基带输出信号，或者将从所述信道仿真单元的基带输入接口输入的第二基带输入信号进行信道化处理获得第二基带输出信号，并将所述第一基带输出信号、所述第二基带输出信号以所述基带输出接口输出，或将所述第一基带输出信号、所述第二基带输出信号输出至信道射频输出单元；信道射频输出单元，用于将从所述信道仿真单元输出的所述第一基带输出信号或者所述第二基带输出信号转化为射频输出信号。
优选地，该信道模拟器还包括：信道管理单元，用于将对所述第一基带输入信号进行信道仿真的第一信道衰落值、对所述第二基带输入信号进行信道仿真的第二信道衰落值写入至所述信道仿真单元进行信道仿真处理。
优选地，所述信道管理单元与所述信道仿真单元通过以太网接口连接。
优选地，所述信道射频输入单元通过射频接口接收所述射频输入信号，所述信道射频输出单元通过射频接口输出所述射频输出信号。
优选地，所述信道射频输入单元与所述信道射频输入单元通过通用公共无线接口CPRI光纤接口连接，所述信道射频输出单元与所述信道射频输入单元通过通用公共无线接口CPRI光纤接口连接。
根据本发明的另一方面，提供了一种信道仿真处理方法，包括：信道射频输入单元将射频输入信号转化为第一基带输入信号；信道仿真单元将从所述信道射频输入单元接收到的所述第一基带输入信号进行信道化处理获得第一基带输出信号，或者将从所述信道仿真单元的基带输入接口输入的第二基带输入信号进行信道化处理获得第二基带输出信号，并将所述第一基带输出信号、所述第二基带输出信号以所述基带输出接口输出，或将所述第一基带输出信号、所述第二基带输出信号输出至信道射频输出单元；信道射频输出单元将从所述信道仿真单元输出的所述第一基带输出信号或者所述第二基带输出信号转化为射频输出信号；
优选地，还包括：信道管理单元将对所述第一基带输入信号进行信道仿真的第一信道衰落值、对所述第二基带输入信号进行信道仿真的第二信道衰落值写入至所述信道仿真单元进行信道仿真处理。
优选地，所述信道管理单元与所述信道仿真单元通过以太网接口连接。
优选地，所述信道射频输入单元通过射频接口接收所述射频输入信号，所述信道射频输出单元通过射频接口输出所述射频输出信号。
优选地，所述信道射频输入单元与所述信道射频输入单元通过通用公共无线接口CPRI光纤接口连接，所述信道射频输出单元与所述信道射频输入单元通过通用公共无线接口CPRI光纤接口连接。
通过本发明，采用信道模拟器，包括：信道射频输入单元，用于将射频输入信号转化为第一基带输入信号；信道仿真单元，用于将从所述信道射频输入单元接收到的所述第一基带输入信号进行信道化处理获得第一基带输出信号，或者将从所述信道仿真单元的基带输入接口输入的第二基带输入信号进行信道化处理获得第二基带输出信号，并将所述第一基带输出信号、所述第二基带输出信号以所述基带输出接口输出，或将所述第一基带输出信号、所述第二基带输出信号输出至信道射频输出单元；信道射频输出单元，用于将从所述信道仿真单元输出的所述第一基带输出信号或者所述第二基带输出信号转化为射频输出信号。解决了相关技术中，存在无线信道模拟器对信号进行信道处理时，存在对信号类型受限的问题，进而达到了大大丰富了信道模拟器的接口，以及对信号类型处理的效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的信道模拟器的结构框图；
图2是根据本发明实施例的信道模拟器的优选结构框图；
图3是根据本发明实施例的信道仿真处理方法的流程图；
图4是根据本发明实施例的兼容射频和基带接口的信道模拟器；
图5是根据本发明实施例的支持射频-射频仿真接口的连接结构示意图；
图6是根据本发明实施例的支持射频-基带仿真接口的连接结构示意图；
图7是根据本发明实施例的支持基带-射频仿真接口的连接结构示意图；
图8是根据本发明实施例的支持基带-基带仿真接口的连接结构示意图。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本实施例中还提供了一种信道模拟器，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“单元模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
图1是根据本发明实施例的信道模拟器的结构框图，如图1所示，该信道模拟器，包括：信道射频输入单元12、信道仿真单元14和信道射频输出单元16，下面对该信道模拟器进行说明。
信道射频输入单元12，用于将射频输入信号转化为第一基带输入信号；信道仿真单元14，连接至上述信道射频输入单元12和信道射频输出单元16，用于将从信道射频输入单元接收到的第一基带输入信号进行信道化处理获得第一基带输出信号，或者将从信道仿真单元的基带输入接口输入的第二基带输入信号进行信道化处理获得第二基带输出信号，并将第一基带输出信号、第二基带输出信号以基带输出接口输出，或将第一基带输出信号、第二基带输出信号输出至信道射频输出单元；信道射频输出单元16，用于将从信道仿真单元输出的第一基带输出信号或者第二基带输出信号转化为射频输出信号。
图2是根据本发明实施例的信道模拟器的优选结构框图，如图2所示，该信道模拟器除包括图1所示的所有单元外，还包括信道管理单元22，下面对该信道管理单元22进行说明。
信道管理单元22，连接至上述信道仿真单元14，用于将对第一基带输入信号进行信道仿真的第一信道衰落值、对第二基带输入信号进行信道仿真的第二信道衰落值写入至信道仿真单元进行信道仿真处理。
其中，信道管理单元与信道仿真单元可以通过以太网接口连接。信道射频输入单元可以通过射频接口接收射频输入信号，信道射频输出单元可以通过射频接口输出射频输出信号。信道射频输入单元与信道射频输入单元可以通过通用公共无线接口CPRI光纤接口连接，信道射频输出单元与信道射频输入单元可以通过通用公共无线接口CPRI光纤接口连接。
在本实施例中，还提供了一种信道仿真处理方法，图3是根据本发明实施例的信道仿真处理方法的流程图，如图3所示，该流程包括如下步骤：
步骤S302，信道射频输入单元将射频输入信号转化为第一基带输入信号；
步骤S304，信道仿真单元将从信道射频输入单元接收到的第一基带输入信号进行信道化处理获得第一基带输出信号，或者将从信道仿真单元的基带输入接口输入的第二基带输入信号进行信道化处理获得第二基带输出信号，并将第一基带输出信号、第二基带输出信号以基带输出接口输出，或将第一基带输出信号、第二基带输出信号输出至信道射频输出单元；
步骤S306，信道射频输出单元将从信道仿真单元输出的第一基带输出信号或者第二基带输出信号转化为射频输出信号；
其中，还可以由信道管理单元将对第一基带输入信号进行信道仿真的第一信道衰落值、对第二基带输入信号进行信道仿真的第二信道衰落值写入至信道仿真单元进行信道仿真处理。
其中，信道管理单元与信道仿真单元通过以太网接口连接。信道射频输入单元通过射频接口接收射频输入信号，信道射频输出单元通过射频接口输出射频输出信号。信道射频输入单元与信道射频输入单元通过通用公共无线接口CPRI光纤接口连接，信道射频输出单元与信道射频输入单元通过通用公共无线接口CPRI光纤接口连接。
针对相关技术的上述问题，面对相关技术所存在的问题，例如，在某些信道仿真场景，如验证基带算法性能、物理层编解码性能等，往往希望能排除射频信号的干扰，而只在基带信号对验证模型进行分析，因此希望无线信道模拟器即能提供射频接口，也能提供基带接口，以更全面的仿真层次对场景模型进行信道仿真。基于上述对问题的分析，在本实施例中提供了一种兼容射频和基带接口的信道模拟器装置及工作方法，提供射频-射频、射频-基带、基带-射频、基带-基带的多种混合接口，连接不同场景的基站及终端设备，丰富信道仿真验证接口模型。
图4是根据本发明实施例的兼容射频和基带接口的信道模拟器，如图4所示，该装置包括以下模块：信道射频输入单元42(同上述信道射频输入单元12)、信道射频输出单元44(同上述信道射频输出单元14)、信道仿真单元46(同上述信道仿真单元16)、信道管理单元48(同上述信道管理单元22)，下面对该装置进行说明：
信道射频输入单元42，连接基站无线模拟单元(RadioRemoteUnit，简称为RRU)或终端的射频信号接口，经过模拟下变频、模数转换、数字下变频、上行数据处理等过程，将射频信号转换为基带信号，提供2.45Gbps、4.9Gbps、9.8Gbps光纤接口连接信道仿真单元，支持CPRI(CommonPublicRadioInterface)传输协议；信道射频输出单元44与信道射频输入单元32的过程相反，是将基带信号转换为射频信号，提供CPRI光纤接口连接信道仿真单元，经过下行数据处理、数字上变频、数模转换、模拟上变频等处理过程，将基带信号转换为射频信号，并通过射频接口连接到基站RRU或终端；信道仿真单元46，只提供CPRI光纤接口，输入/出基带数据，并对基带数据进行信道化处理；信道管理单元48，将需要仿真的信道衰落值通过以太网接口写入信道仿真单元，对基带数据进行信道化处理。
通过提供兼容射频、基带接口，连接不同类型的基站和终端设备，实现空中接口、基带处理等不同层次的信道仿真。
下面对本发明实施例的支持射频和基带混合接口的多天线无线信道模拟器的工作方法进行说明，其中，多天线无线信道模拟器可以采种以下仿真接口：提供射频-射频仿真接口；提供射频-基带仿真接口；提供基带-射频仿真接口；提供基带-基带仿真接口。下面对采用上述仿真接口的工作方法进行说明。
图5是根据本发明实施例的支持射频-射频仿真接口的连接结构示意图，如图5所示，基站RRU或终端的射频接口连接本发明的信道射频输入单元和信道输出单元。
图6是根据本发明实施例的支持射频-基带仿真接口的连接结构示意图，如图6所示，基站RRU或终端的射频接口连接本发明的信道射频输入单元，基站BBU(BaseBandUnit)或终端的基带接口连接本发明的信道仿真单元。
图7是根据本发明实施例的支持基带-射频仿真接口的连接结构示意图，如图7所示，基站BBU(BaseBandUnit)或终端的基带接口连接本发明的信道仿真单元,基站RRU或终端的射频接口连接本发明的信道射频输入单元。
图8是根据本发明实施例的支持基带-基带仿真接口的连接结构示意图，如图8所示，基站BBU(BaseBandUnit)或终端的基带接口连接本发明的信道仿真单元。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种信道模拟器，其特征在于，包括：
信道射频输入单元，用于将射频输入信号转化为第一基带输入信号；
信道仿真单元，用于将从所述信道射频输入单元接收到的所述第一基带输入信号进行信道化处理获得第一基带输出信号，或者将从所述信道仿真单元的基带输入接口输入的第二基带输入信号进行信道化处理获得第二基带输出信号，并将所述第一基带输出信号、所述第二基带输出信号以所述基带输出接口输出，或将所述第一基带输出信号、所述第二基带输出信号输出至信道射频输出单元；
信道射频输出单元，用于将从所述信道仿真单元输出的所述第一基带输出信号或者所述第二基带输出信号转化为射频输出信号；
2.根据权利要求1所述的信道模拟器，其特征在于，还包括：信道管理单元，用于将对所述第一基带输入信号进行信道仿真的第一信道衰落值、对所述第二基带输入信号进行信道仿真的第二信道衰落值写入至所述信道仿真单元进行信道仿真处理。
3.根据权利要求2所述的信道模拟器，其特征在于，所述信道管理单元与所述信道仿真单元通过以太网接口连接。
4.根据权利要求1所述的信道模拟器，其特征在于，所述信道射频输入单元通过射频接口接收所述射频输入信号，所述信道射频输出单元通过射频接口输出所述射频输出信号。
5.根据权利要求1所述的信道模拟器，其特征在于，所述信道射频输入单元与所述信道射频输入单元通过通用公共无线接口CPRI光纤接口连接，所述信道射频输出单元与所述信道射频输入单元通过通用公共无线接口CPRI光纤接口连接。
6.一种信道仿真处理方法，其特征在于，包括：
信道射频输入单元将射频输入信号转化为第一基带输入信号；
信道仿真单元将从所述信道射频输入单元接收到的所述第一基带输入信号进行信道化处理获得第一基带输出信号，或者将从所述信道仿真单元的基带输入接口输入的第二基带输入信号进行信道化处理获得第二基带输出信号，并将所述第一基带输出信号、所述第二基带输出信号以所述基带输出接口输出，或将所述第一基带输出信号、所述第二基带输出信号输出至信道射频输出单元；
信道射频输出单元将从所述信道仿真单元输出的所述第一基带输出信号或者所述第二基带输出信号转化为射频输出信号。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：信道管理单元将对所述第一基带输入信号进行信道仿真的第一信道衰落值、对所述第二基带输入信号进行信道仿真的第二信道衰落值写入至所述信道仿真单元进行信道仿真处理。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述信道管理单元与所述信道仿真单元通过以太网接口连接。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述信道射频输入单元通过射频接口接收所述射频输入信号，所述信道射频输出单元通过射频接口输出所述射频输出信号。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述信道射频输入单元与所述信道射频输入单元通过通用公共无线接口CPRI光纤接口连接，所述信道射频输出单元与所述信道射频输入单元通过通用公共无线接口CPRI光纤接口连接。
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