CN109525336A

CN109525336A - 非同步时钟下基于频差检测时域补偿的无线通信信道测试方法

Info

Publication number: CN109525336A
Application number: CN201811266298.5A
Authority: CN
Inventors: 郑国莘; 程如琪
Original assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Current assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Priority date: 2018-10-29
Filing date: 2018-10-29
Publication date: 2019-03-26

Abstract

本发明涉及一种非同步时钟下基于频差检测时域补偿的无线通信信道测试方法，属于无线通信领域。本方法的操作步骤是：一、训练过程：1.在无多径的标准信道情况下，发送端发出数字序列，2.接收端接收数字序列，3.接收端根据接收到的数字序列分析并记录当前非同步时钟下的频差、相差，二、测试过程：4.在被测环境下，发送端发出m序列，5.接收端接收m序列，对接收到的信号进行正交解调，得到I、Q两路序列，6.根据训练过程记录得到频差、相差，补偿测试过程中I、Q两路的频差、相差，7.输出最大测试结果，实现对无线信道的检测。本发明将为非同步时钟下无线通信信道测试提供有效的方法，实现更便捷的信道测试。

Description

非同步时钟下基于频差检测时域补偿的无线通信信道测试方法

技术领域

本发明涉及一种非同步时钟下基于频差检测时域补偿的无线通信信道测试方法，属于无线通信领域。

背景技术

在无线通信系统信道的分析中，测试技术非常重要。一般无线通信系统由发送端和接收端组成。为了获得准确的信道信息，发送端和接收端的时钟应实现同步，以便在发送端和接收端实现载波同步和序列帧同步，这需要采用同步设备为收发两端提供标准时钟。随着无线通信向地铁隧道等复杂环境的延伸，当收发两端距离较远时，或者环境条件较差时，同步设备就难以应用。另外对于卫星通信，以及相距较远的地面通信，不可能使用同步设备连接收发两端。当接收端采用标准高精度的专用仪器时，也无法采用通信技术中心载波提取技术。因此如何在收发两端不同步的条件下，采用特殊技术，将频率差别相位差别检测出来并在测量中予以校正，对于实现特殊条件下无线信道的测量具有重要意义，同时本技术还可以应用于远距离数据通信系统之中，接收端无需常规载波同步电路，就可以正确解调数据。

发明内容

本发明的目的在于针对信道检测中，没有同步设备对收发两端同步，同时接收端没有载波同步电路的情况下，提供一种非同步时钟下基于频差检测时域补偿的无线通信信道测试方法，确保在接收端能够根据发送端发送的数据序列和载波信息，自主计算收发两端的频差、相差，经过时域调整使序列相关运算实现准同步对齐，满足信道测试的要求。

为了说明本发明，需有以下假设：

1)发送端由信号发生器产生可调制的无线通信信号。

2)接收端由具有无线信号接收以及数据搜集存储功能的频谱仪、或者示波器或者同类型的无线信号接收机组成。

3)无线信号的频率和功率由当时的技术条件决定。

4)信道可以是LOS或NLOS。

5)信道可以是广义平稳信道或广义非平稳信道。

6)信道两端无需用GPS或其他途径实现同步。

为达到上述目的，本发明的构思是：在发送端按时间分配发送不同的数字序列调制后的无线电载波信号。在接收端对该信号接收并用本地的振荡信号解调。通过对解调信号的频差、相差分析，并通过时域调整，使得对数字信号的处理实现准同步，再经由相参累积，获得最大的输出，实现信道的检测。

根据上述发明构思，本发明采用下述技术方案：

1、一种非同步时钟下基于频差检测时域补偿的无线通信信道测试方法，主要分为训练过程和测试过程两个过程，其特征在于操作步骤如下：

一、训练过程：

1）在无多径的标准信道情况下，发送端发出数字序列。

2）接收端接收数字序列。

3）接收端根据接收到的数字序列分析并记录当前非同步时钟下的频差、相差。

二、测试过程：

4）在被测环境下，发送端发出m序列。

5）接收端接收m序列，对接收到的信号进行正交解调，得到I、Q两路序列。

6）根据训练过程记录得到的频差、相差，补偿测试过程I、Q两路的频差、相差。

7）输出最大测试结果，实现对无线信道的检测。

与现有技术相比较，本发明具有如下显而易见的突出性特点和显著技术进步:在无线信道测试中目前的一个难点是信道测试中的同步问题。目前无线通信向地铁隧道等复杂环境的延伸，现有的通过高精度时钟源或同轴电缆实现收发两端同步的无线信道测试方法，无法对收发两端距离较远或环境条件较差时的信道测试提供同步时钟，这给无线信道的测试带来巨大的挑战。因此发明一种非同步时钟下基于频差检测时域补偿的无线通信信道测试方法是非常必要的。

附图说明

图1是本发明的总过程流程图

图2是本发明的训练过程流程图

图3是本发明的测试过程流程图。

具体实施方式

本发明的优选实施例结合附图详述如下：

实施例一：参见图1

本非同步时钟下基于频差检测时域补偿的无线通信信道测试方法，其特征在于操作步骤如下：

一、训练过程：

1）在无多径的标准信道情况下，发送端发出数字序列。

2）接收端接收数字序列。

二、测试过程：

4）在被测环境下，发送端发出m序列。

7）输出最大测试结果，实现对无线信道的检测。

实施例二：

本实施例与实施例一基本相同，特别之处如下：

训练过程所述步骤1）中，由发送端生成数字序列，调制后发送到无线信道，此时的无线信道为无多径的标准信道。

所述步骤2）中，接收端接收并解调数字序列。

所述步骤3）中，接收端对接收到的信号进行序列识别；根据序列识别结果，对接收到的数字序列进行定位；接收端记忆接收到的数字序列；根据记忆的数字序列对当前非同步信道进行频差分析；根据记忆的数字序列对当前非同步信道进行相差分析；记录并分析得到的频差、相差结果。

测试过程所述步骤4）中，由发送端生成m序列，调制后发送到无线信道，此时的无线信道为被测信道，为含有多径的信道。

所述步骤5）中，接收端接收并正交解调m序列，得到相互正交的I、Q两路序列。

所述步骤6）中，根据训练过程频差检测、相差检测的结果，对接收端接收得到的I路序列进行频差、相差补偿；在接收端对I路序列进行序列识别；根据序列识别结果，对I路序列时间对准；根据训练过程频差检测、相差检测的结果，对接收端接收得到的Q路序列进行频差、相差补偿；在接收端对Q路序列进行序列识别；根据序列识别结果，对Q路序列时间对准；对时间对准后的Q路序列进行积分运算；根据I、Q两路序列积分运算的结果，得到I、Q两路最大的积分输出，输出信道测试结果。

所述步骤7）中，通过频差检测时域补偿，输出最大结果，实现对无线信道的检测。

实施例三：参见图2

本非同步时钟下基于频差检测时域补偿的无线通信信道测试方法与实施例一基本相同，特别之处是：所述步骤1）-步骤3）的训练过程中，由发送端生成数字序列，调制后发送到无线信道，此时，无线信道为无多径的标准信道。接收端接收并解调数字序列，其特征在于具体操作步骤如下：

1）接收端对接收到的信号进行序列识别。

2）根据序列识别结果，对接收到的数字序列进行定位。

3）接收端记忆接收到的数字序列。

4）根据记忆的数字序列对当前非同步信道进行频差分析。

5）根据记忆的数字序列对当前非同步信道进行相差分析。

6）记录分析得到的频差、相差结果。

实施例四：参见图3

本非同步时钟下基于频差检测时域补偿的无线通信信道测试方法，在测试过程的步骤4）-步骤7）中，发送端生成m序列，调制后发送到无线信道，此时的信道为被测信道，为存在多径的信道。接收端接收并正交解调m序列，得到I、Q两路正交序列。接收端对接收信号进行处理，其特征在于具体操作步骤如下：

1）根据训练过程频差检测、相差检测的结果，对接收端接收得到的I路序列进行频差、相差补偿。

2）在接收端对I路序列进行序列识别。

3）根据序列识别结果，对I路序列时间对准。

4）对时间对准后的I路序列进行积分运算。

5）根据训练过程频差检测、相差检测的结果，对接收端接收得到的Q路序列进行频差、相差补偿。

6）在接收端对Q路序列进行序列识别。

7）根据序列识别结果，对Q路序列时间对准。

8）对时间对准后的Q路序列进行积分运算。

9）根据I、Q两路序列积分运算的结果，得到I、Q两路最大的积分输出，输出信道测试结果，实现对无线信道的信道检测。

Claims

1.一种非同步时钟下基于频差检测时域补偿的无线通信信道测试方法，其特征在于操作步骤如下：

一、训练过程：

在无多径的标准信道情况下，发送端发出数字序列；

接收端接收数字序列；

接收端根据接收到的数字序列分析并记录当前非同步时钟下的频差、相差；

二、测试过程：

在被测环境下，发送端发出m序列；

接收端接收m序列，对接收到的信号进行正交解调，得到I、Q两路序列；

根据训练过程记录得到的频差、相差，补偿测试过程中I、Q两路的频差、相差；

输出最大测试结果，实现对无线信道的检测。

2.根据权利要求1所述的非同步时钟下基于频差检测时域补偿的无线通信信道测试方法，其特征在于训练过程所述步骤1）中，由发送端生成数字序列，调制后发送到无线信道，此时的无线信道为无多径的标准信道。

3.根据权利要求1所述的非同步时钟下基于频差检测时域补偿的无线通信信道测试方法，其特征在于所述步骤2）中，接收端接收并解调数字序列。

4.根据权利要求1所述的非同步时钟下基于频差检测时域补偿的无线通信信道测试方法，其特征在于所述步骤3）中，接收端对接收到的信号进行序列识别；根据序列识别结果，对接收到的数字序列进行定位；接收端记忆接收到的数字序列；根据记忆的数字序列对当前非同步信道进行频差分析；根据记忆的数字序列对当前非同步信道进行相差分析；记录并分析得到的频差、相差结果。

5.根据权利要求1所述的非同步时钟下基于频差检测时域补偿的无线通信信道测试方法，其特征在于测试过程所述步骤4）中，由发送端生成m序列，调制后发送到无线信道，此时的无线信道为被测信道，为含有多径的信道。

6.根据权利要求1所述的非同步时钟下基于频差检测时域补偿的无线通信信道测试方法，其特征在于所述步骤5）中，接收端接收并正交解调m序列，得到相互正交的I、Q两路序列。

7.根据权利要求1所述的非同步时钟下基于频差检测时域补偿的无线通信信道测试方法，其特征在于所述步骤6）中，根据训练过程频差检测、相差检测的结果，对接收端接收得到的I路序列进行频差、相差补偿；在接收端对I路序列进行序列识别；根据序列识别结果，对I路序列时间对准；根据训练过程频差检测、相差检测的结果，对接收端接收得到的Q路序列进行频差、相差补偿；在接收端对Q路序列进行序列识别；根据序列识别结果，对Q路序列时间对准；对时间对准后的Q路序列进行积分运算；根据I、Q两路序列积分运算的结果，得到I、Q两路最大的积分输出，输出信道测试结果。

8.根据权利要求1所述的非同步时钟下基于频差检测时域补偿的无线通信信道测试方法，其特征在于所述步骤7）中，通过频差检测时域补偿，输出最大结果，实现对无线信道的检测。