CN108123771A - 一种信号仿真方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种信号仿真方法及装置，在获取两路完全相同的第一路信号和第二路信号后，对第二路信号进行调制，并依次在至少两种模拟信道中传输调制后的第二路信号，得到第三路信号；对第三路信号进行解调，并根据解调后的第三路信号和第一路信号，得到信号的传输性能。其中，调制后的第二路信号可以在模拟不同传输环境的至少两种模拟信道中传输，这就意味着调制后的第二路信号的传输环境接近于现实场景的复杂信道环境，使得调制后第二路信号在至少两种模拟信道中传输受到的影响更接近于现实场景的复杂信道环境对信号的影响，从而提高仿真准确度。
Description
技术领域
本发明属于无线通信技术领域，更具体的说，尤其涉及一种信号仿真方法及装置。
背景技术
随着无线通信技术的发展与普及，改变人之间的沟通方式并缩短了人之间的距离，但是同时对无线通信质量的要求也不断增加。为了使无线通信达到较高的质量，除了要有良好的设计之外，对无线通信过程中信号测试也是极为重要的一环。
其中对无线通信过程中信号测试可以通过信号仿真来实现，即模拟传输信号的信道，并在模拟的信道中传输信号，以测试信号的传输性能。但是目前通过信号仿真测试信号的传输性能时，仅能够测试同一个信号在不同的单一信道中的传输性能，如测试同一个信号在瑞利信道或高斯信道下传输的误码率，而信号在现实场景中传输时现实场景中信道环境复杂，导致目前信号仿真方法的仿真准确度降低。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种信号仿真方法及装置，用于提高仿真准确度。信号仿真方法及装置的技术方案如下：
本发明提供一种信号仿真方法，所述方法包括：
获取第一路信号和第二路信号，其中所述第一路信号和所述第二路信号是两路完全相同的信号；
对所述第二路信号进行调制，并依次在至少两种模拟信道中传输调制后的第二路信号，得到第三路信号，其中所述至少两种模拟信道中每种模拟信道对应的传输环境各不相同；
对所述第三路信号进行解调，并根据解调后的第三路信号和所述第一路信号，得到信号的传输性能。
优选的，所述对所述第二路信号进行调制，并依次在至少两种模拟信道中传输调制后的第二路信号，得到第三路信号包括：
根据预设的至少两种调制方式，对所述第二路信号进行调制，并将根据每种调制方式调制后的第二路信号依次在至少两个模拟信道中传输，得到每种调制方式各自对应的第三路信号；
所述对所述第三路信号进行解调，并根据解调后的第三路信号和所述第一路信号，得到信号的传输性能包括：
对每种调制方式各自对应的第三路信号进行解调，并根据解调后的每种调制方式各自对应的第三路信号和所述第一路信号，得到每种调制方式各自对应的第三路信号的传输性能。
优选的，所述方法还包括：根据所述每种调制方式各自对应的第三路信号的传输性能，从所述预设的至少两种调制方式中选定一种调制方式。
优选的，所述方法还包括：为所选定的调制方式选定对应的进制。
本发明还提供一种信号仿真装置，所述装置包括：
获取单元，用于获取第一路信号和第二路信号，其中所述第一路信号和所述第二路信号是两路完全相同的信号；
调制单元，用于对所述第二路信号进行调制，并依次在至少两种模拟信道中传输调制后的第二路信号，得到第三路信号，其中所述至少两种模拟信道中每种模拟信道对应的传输环境各不相同；
解调单元，用于对所述第三路信号进行解调；
性能获取单元，用于根据解调后的第三路信号和所述第一路信号，得到信号的传输性能。
优选的，所述调制单元，具体用于根据预设的至少两种调制方式，对所述第二路信号进行调制，并将根据每种调制方式调制后的第二路信号依次在至少两个模拟信道中传输，得到每种调制方式各自对应的第三路信号；
所述解调单元，具体用于对每种调制方式各自对应的第三路信号进行解调；
所述性能获取单元，具体用于根据解调后的每种调制方式各自对应的第三路信号和所述第一路信号，得到每种调制方式各自对应的第三路信号的传输性能。
优选的，所述装置还包括：选定单元，用于根据所述每种调制方式各自对应的第三路信号的传输性能，从所述预设的至少两种调制方式中选定一种调制方式。
优选的，所述选定单元，还用于为所选定的调制方式选定对应的进制。
本发明还一种存储介质，所述存储介质上存储有程序，所述程序被执行时实现上述信号仿真方法。
本发明还提供一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中所述程序运行时执行上述信号仿真方法。
与现有技术相比，本发明提供的上述技术方案具有如下优点：
藉由上述技术方案，在获取两路完全相同的第一路信号和第二路信号后，对第二路信号进行调制，并依次在至少两种模拟信道中传输调制后的第二路信号，得到第三路信号；对第三路信号进行解调，并根据解调后的第三路信号和第一路信号，得到信号的传输性能。其中，调制后的第二路信号可以在模拟不同传输环境的至少两种模拟信道中传输，这就意味着调制后的第二路信号的传输环境接近于现实场景的复杂信道环境，使得调制后第二路信号在至少两种模拟信道中传输受到的影响更接近于现实场景的复杂信道环境对信号的影响，从而提高仿真准确度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的信号仿真方法的一种流程图；
图2是本发明实施例提供的单一高斯信道下FSK调制方式下不同进制的传输性能的比较示意图；
图3是本发明实施例提供的单一高斯信道下QAM调制方式下不同进制的传输性能的比较示意图；
图4是本发明实施例提供的单一高斯信道下PSK调制方式下不同进制的传输性能的比较示意图；
图5是本发明实施例提供的不同调制方式下传输性能的比较示意图；
图6是本发明实施例提供的信号仿真方法的另一种流程图；
图7是本发明实施例提供的信号仿真装置的一种结构示意图；
图8是本发明实施例提供的信号仿真装置的另一种结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，其示出了本发明实施例提供的信号仿真方法的一种流程图，用于在模拟不同传输环境的至少两种模拟信道中传输调制后的第二路信号，使得信号传输环境更接近于现实场景的复杂传输环境，以此提高仿真准确度。在本实施例中，图1所示信号仿真方法包括以下步骤：
101：获取第一路信号和第二路信号，其中第一路信号和第二路信号是两路完全相同的信号。也就是说，第一路信号和第二路信号的各项参数完全相同，如第一路信号和第二路信号的频率、幅度和相位等各项参数均相同。
在本实施例中，第一路信号和第二路信号可以由信号发生器，如随机序列发生器生成。该随机序列发生器可以同时生成第一路信号和第二路信号，或者生成既可以作为第一路信号也可以作为第二路信号的一路信号，第一路信号和第二路信号可以通过随机序列发生器的不同通信接口将这两路信号传输至不同设备中，以由后续设备完成对第二路信号的调制以及根据第一路信号和第二路信号对应的第三路信号得到信号的传输性能。
102：对第二路信号进行调整，并依次在至少两种模拟信道中传输调制后的第二路信号，得到第三路信号。
其中，至少两种模拟信道中每种模拟信道对应的传输环境各不相同，即调制后的第二路信号可以在模拟不同传输环境的模拟信道中传输，如至少两种模拟信道包括但不限于：模拟高斯白噪声、多径衰落、瑞利衰落和莱斯衰落等传输环境的信道，使得调制后的第二路信号的传输环境接近于现实场景的复杂信道环境，这样调制后第二路信号在至少两种模拟信道中传输受到的影响更接近于现实场景的复杂信道环境对信号的影响，实现对现实场景的复杂信道环境的模拟。
在本实施例中，第二路信号可以采用预设的调制方式，如FSK(Frequency ShiftKeying，频移键控)、QAM(Quadrature Amplitude Modulation，正交振幅调制)和PSK(PhaseShift Keying，相移键控)等中的至少一种调制方式进行调制，且对于这些调制方式来说还可以采用多进制，如对于FSK这种调制方式来说，至少具备2FSK、4FSK、8FSK和16FSK这四种进制，因此在采用调制方式时可以选用至少一种进制对第二路信号进行调制。
在根据预设的至少两种调制方式对第二路信号进行调制的情况下，根据每种调制方式调制后的第二路信号均需要依次在至少两个模拟信道中传输，得到每种调制方式各自对应的第三路信号，以使得每种调制方式调制后的第二路信号均可以在接近于现实场景的复杂传输环境中传输。
103：对第三路信号进行解调，并根据解调后的第三路信号和第一路信号，得到信号的传输性能。
可以理解的是，对第二路信号采用何种调制方式进行调制，则需要对第三路信号采用对应的解调方式进行解调，如对第二路信号采用FSK方式进行调制，则需要对第三路信号采用FSK方式进行解调。
若得到的第三路信号是：每种调制方式各自对应的第三路信号，即如前所述根据预设的至少两种调制方式对第二路信号进行调制，则会得到每种调制方式各自对应的第三路信号，此种情况下需要对每种调制方式各自对应的第三路信号分别进行解调，并根据解调后的每种调制方式各自对应的第三路信号和所述第一路信号，得到每种调制方式各自对应的第三路信号的传输性能。
其中，传输性能包括但不限于：误码率、传输时延等等，在本实施例中以误码率这一传输性能为例进行说明。在本实施例中，可以将第一路信号和解调后的第三路信号作为误码率统计模块的输入，由误码率统计模块得到这两路信号的离散的误码率数据，并由误码率统计模块触发误码率工具。具体的，在误码率统计模块得到离散的误码率数据后触发显示MATLAB命令行窗口，获取用户在MATLAB命令行窗口输入的触发指令bertool来触发误码率工具。误码率工具将离散的误码率数据作为输入，输出一条误码率曲线，该误码率曲线的纵坐标为误码率，横坐标为信噪比(Eb/No)，如图2至图4所述，其中图2至图4分别示出了在单一高斯信道下FSK调制方式、QAM调制方式和PSK调制方式的不同进制下的误码率，且由图2至图4所示可知在相同信噪比下，在调制方式为FSK调制方式时进制M越大，误码率越低，在调制方式为QAM和PSK调制方式时，进制M越大，误码率越高。
对于其他传输性能，如传输时延等不再进行一一阐述，且对于误码率统计模块来说，可以将误码率统计模块的数据输出参数Output data设置为Workpace，在设置为Workpace的情况下，误码率统计模块得到的离散的误码率数据禁止在显示区域显示，而在设置为非Workpace的情况下，误码率统计模块得到的离散的误码率数据显示在显示区域中。
从上述技术方案可知，在获取两路完全相同的第一路信号和第二路信号后，对第二路信号进行调制，并依次在至少两种模拟信道中传输调制后的第二路信号，得到第三路信号；对第三路信号进行解调，并根据解调后的第三路信号和第一路信号，得到信号的传输性能。其中，调制后的第二路信号可以在模拟不同传输环境的至少两种模拟信道中传输，这就意味着调制后的第二路信号的传输环境接近于现实场景的复杂信道环境，使得调制后第二路信号在至少两种模拟信道中传输受到的影响更接近于现实场景的复杂信道环境对信号的影响，从而提高仿真准确度。
从上述2至图4所示单一高斯信道下FSK调制方式、QAM调制方式和PSK调制方式的不同进制下的误码率曲线可知，在相同信噪比下，不同调制方式下的误码率也不同；并且从图5所示高斯信道下同一进制但不同调制方式下的误码率曲线可知，在同一进制的不同调制方式下的误码率也不同，为此本发明实施例提供的信号仿真方法还可以选取调制方式，如图6所示，其示出了本发明实施例提供的信号仿真方法的另一种流程图，在图1基础上还可以包括以下步骤：
104：根据每种调制方式各自对应的第三路信号的传输性能，从预设的至少两种调制方式中选定一种调制方式。其中，所选定的调制方式对应的传输性能优于未选定的调制方式对应的传输性能，因此所选定的调制方式可以用于对现实场景中的信号进行调制，以提高信号的传输性能。
并且，对于同一个调制方式来说，同一个调制方式的不同进制对应的传输性能也不同，如上述图2所示同一高斯信道下FSK调制方式的不同进制下的误码率曲线可知，在相同信噪比下，进制M越大，误码率越低，因此本发明实施例提供的信号仿真方法还可以为所选定的调制方式(调制方式选取可以参照图5所示)选定对应的进制，以所选定的调制方式选定对应的进制对现实场景中的信号进行调制，进一步提高信号的传输性能。如所选定的调制方式选定对应的进制为16FSK，则可以采用16FSK进行信号调制，以提高信号在现实场景中的传输性能。
对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的步骤组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的步骤组合的先后限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他可选方式。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的步骤组合并不一定是本发明所必须的。
与上述方法实施例相对应，本发明实施例还提供一种信号仿真装置，所述装置，用于在模拟不同传输环境的至少两种模拟信道中传输调制后的第二路信号，使得信号传输环境更接近于现实场景的复杂传输环境，以此提高仿真准确度。在本实施例中信号仿真装置的结构示意图如图7所示，可以包括：获取单元11、调制单元12、解调单元13和性能获取单元14。
获取单元11，用于获取第一路信号和第二路信号，其中第一路信号和第二路信号是两路完全相同的信号。也就是说，第一路信号和第二路信号的各项参数完全相同，如第一路信号和第二路信号的频率、幅度和相位等各项参数均相同，在本实施例中，获取单元11可以选用信号发生器，如随机序列发生器生成第一路信号和第二路信号。
调制单元12，用于对第二路信号进行调制，并依次在至少两种模拟信道中传输调制后的第二路信号，得到第三路信号。
其中，至少两种模拟信道中每种模拟信道对应的传输环境各不相同，即调制后的第二路信号可以在模拟不同传输环境的模拟信道中传输，如至少两种模拟信道包括但不限于：模拟高斯白噪声、多径衰落、瑞利衰落和莱斯衰落等传输环境的信道，使得调制后的第二路信号的传输环境接近于现实场景的复杂信道环境，这样调制后第二路信号在至少两种模拟信道中传输受到的影响更接近于现实场景的复杂信道环境对信号的影响，实现对现实场景的复杂信道环境的模拟。
如图8所示，通过信号仿真装置中的多个信道仿真单元来模拟对应不同传输环境的信道，如在图8中以高斯信道仿真单元15模拟高斯白噪声信道、以瑞利信道仿真单元16模拟瑞利信道、以莱斯信道仿真单元17模拟莱斯信道，调制单元12调制后的第二路信号，依次经过这三个仿真单元模拟的信道，以模拟这三个信道对应的高斯白噪声、瑞利衰落和莱斯衰落对调制后的第二路信号的影响。在这里需要说明的一点是：图8仅是以高斯信道仿真单元15、瑞利信道仿真单元16和莱斯信道仿真单元17为例进行说明，在本实施例中并不限定信道仿真单元可模拟的信道类型，且用于模拟信道的信道仿真单元的数量至少为两个。
在本实施例中，第二路信号可以采用预设的调制方式，如FSK、QAM和PSK等中的至少一种调制方式进行调制，且对于这些调制方式来说还可以采用多进制，如对于FSK这种调制方式来说，至少具备2FSK、4FSK、8FSK和16FSK这四种进制，因此在采用调制方式时可以选用至少一种进制对第二路信号进行调制。调制单元12在根据预设的至少两种调制方式对第二路信号进行调制的情况下，根据每种调制方式调制后的第二路信号均需要依次在至少两个模拟信道中传输，得到每种调制方式各自对应的第三路信号，以使得每种调制方式调制后的第二路信号均可以在接近于现实场景的复杂传输环境中传输。
解调单元13，用于对第三路信号进行解调。可以理解的是，调制单元12对第二路信号采用何种调制方式进行调制，则解调单元13需要对第三路信号采用对应的解调方式进行解调，如对第二路信号采用FSK方式进行调制，则需要对第三路信号采用FSK方式进行解调。
若得到的第三路信号是：每种调制方式各自对应的第三路信号，即如前所述根据预设的至少两种调制方式对第二路信号进行调制，则会得到每种调制方式各自对应的第三路信号，此种情况下解调单元13需要对每种调制方式各自对应的第三路信号分别进行解调。
性能获取单元14，用于根据解调后的第三路信号和第一路信号，得到信号的传输性能，若得到的第三路信号是：每种调制方式各自对应的第三路信号，则性能获取单元14可以根据解调后的每种调制方式各自对应的第三路信号和第一路信号，得到每种调制方式各自对应的第三路信号的传输性能。其中，传输性能包括但不限于：误码率、传输时延等等，对于传输性能的具体获取方式请参阅方法实施例中的相关说明，对此本实施例不再阐述。
从上述技术方案可知，在获取两路完全相同的第一路信号和第二路信号后，对第二路信号进行调制，并依次在至少两种模拟信道中传输调制后的第二路信号，得到第三路信号；对第三路信号进行解调，并根据解调后的第三路信号和第一路信号，得到信号的传输性能。其中，调制后的第二路信号可以在模拟不同传输环境的至少两种模拟信道中传输，这就意味着调制后的第二路信号的传输环境接近于现实场景的复杂信道环境，使得调制后第二路信号在至少两种模拟信道中传输受到的影响更接近于现实场景的复杂信道环境对信号的影响，从而提高仿真准确度。
此外本实施例提供的信号仿真装置还可以包括：选定单元，用于根据每种调制方式各自对应的第三路信号的传输性能，从预设的至少两种调制方式中选定一种调制方式。其中，所选定的调制方式对应的传输性能优于未选定的调制方式对应的传输性能，因此所选定的调制方式可以用于对现实场景中的信号进行调制，以提高信号的传输性能，具体选定哪种调制方式请参阅方法实施例中的相关说明。并且由于同一个调制方式的不同进制对应的传输性能也不同，因此选定单元还可以为所选定的调制方式选定对应的进制，以提高传输性能。
相对于上述方法实施例，本发明实施例还一种存储介质，存储介质上存储有程序，程序被执行时实现上述信号仿真方法。
本发明实施例还提供一种处理器，处理器用于运行程序，其中程序运行时执行上述信号仿真方法。
需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种信号仿真方法，其特征在于，所述方法包括：
获取第一路信号和第二路信号，其中所述第一路信号和所述第二路信号是两路完全相同的信号；
对所述第二路信号进行调制，并依次在至少两种模拟信道中传输调制后的第二路信号，得到第三路信号，其中所述至少两种模拟信道中每种模拟信道对应的传输环境各不相同；
对所述第三路信号进行解调，并根据解调后的第三路信号和所述第一路信号，得到信号的传输性能。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述第二路信号进行调制，并依次在至少两种模拟信道中传输调制后的第二路信号，得到第三路信号包括：
根据预设的至少两种调制方式，对所述第二路信号进行调制，并将根据每种调制方式调制后的第二路信号依次在至少两个模拟信道中传输，得到每种调制方式各自对应的第三路信号；
所述对所述第三路信号进行解调，并根据解调后的第三路信号和所述第一路信号，得到信号的传输性能包括：
对每种调制方式各自对应的第三路信号进行解调，并根据解调后的每种调制方式各自对应的第三路信号和所述第一路信号，得到每种调制方式各自对应的第三路信号的传输性能。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：根据所述每种调制方式各自对应的第三路信号的传输性能，从所述预设的至少两种调制方式中选定一种调制方式。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：为所选定的调制方式选定对应的进制。
5.一种信号仿真装置，其特征在于，所述装置包括：
获取单元，用于获取第一路信号和第二路信号，其中所述第一路信号和所述第二路信号是两路完全相同的信号；
调制单元，用于对所述第二路信号进行调制，并依次在至少两种模拟信道中传输调制后的第二路信号，得到第三路信号，其中所述至少两种模拟信道中每种模拟信道对应的传输环境各不相同；
解调单元，用于对所述第三路信号进行解调；
性能获取单元，用于根据解调后的第三路信号和所述第一路信号，得到信号的传输性能。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述调制单元，具体用于根据预设的至少两种调制方式，对所述第二路信号进行调制，并将根据每种调制方式调制后的第二路信号依次在至少两个模拟信道中传输，得到每种调制方式各自对应的第三路信号；
所述解调单元，具体用于对每种调制方式各自对应的第三路信号进行解调；
所述性能获取单元，具体用于根据解调后的每种调制方式各自对应的第三路信号和所述第一路信号，得到每种调制方式各自对应的第三路信号的传输性能。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：选定单元，用于根据所述每种调制方式各自对应的第三路信号的传输性能，从所述预设的至少两种调制方式中选定一种调制方式。
8.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述选定单元，还用于为所选定的调制方式选定对应的进制。
9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有程序，所述程序被执行时实现权利要求1至4任意一项所述的信号仿真方法。
10.一种处理器，其特征在于，所述处理器用于运行程序，其中所述程序运行时执行权利要求1至4任意一项所述的信号仿真方法。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| AD01 | Patent right deemed abandoned | ||
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Effective date of abandoning: 20220311 |