CN116667957A - 一种无线信道仿真装置的信号变换处理方法 - Google Patents
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Abstract
一种无线信道仿真装置的信号变换处理方法，所述无线信道仿真装置包括AD单元、信号处理单元、DA单元和上位机控制单元，将信号源通过射频线缆接入无线信道仿真装置；在无线信道仿真装置工作频段内，设置信号源生成线性调幅信号作为测试信号接入无线信道仿真装置输入端，在输出端接入频谱仪观察输出信号的频谱；在无线信道仿真装置上位机控制单元上设置输入信号的峰值电平值，并建立信道仿真模型，打开信号源射频开关，无线信道仿真装置对输入信号进行信道特性模拟，本发明通过估计输入信号最大功率，动态设置采样电平的饱和值，在不增加设备量的前提下，可以有效的增加输入信号的动态范围。
Description
技术领域：
本发明涉及信号处理领域，特别涉及一种基于输入输出信号功率估计的无线信道仿真装置信号变换处理方法。
背景技术：
在自然界中进行传播的无线电波是一种模拟信号，容易受到空间电磁环境信号的干扰，需要采用数字信号处理手段增强信号的抗干扰能力，以降低误码。若要使用数字信号处理方式进行处理，就要对模拟信号进行模数转换，然后才能对其进行数字处理。数字信号处理技术被广泛应用于信号采集、处理及传输等通信环节，在对信息进行采集时，需要将连续的模拟信号进行采样，使之转化为离散的数字信号；在信号输出前，需要对离散的数字信号进行模数变换使之成为适宜在介质中传播的模拟信号。基于“软件无线电”架构的设备可实现对射频信号的模数变换、数字信号处理、数模变换，广泛应用于无线电通信领域，从无线电台广播到智能手机，再到卫星通信设备等。
传统的信道模拟装置的输入信号动态范围是固定的，对于输入信号的功率过大和功率过小时无法接入仿真装置，这显然限制了信道模拟设备的应用。
发明内容：
为解决现有的无线信道仿真设备输入输出信号动态范围不够的难题，本发明提供了一种基于输入输出信号功率估计的无线信道仿真装置信号变换处理方法，通过估计输入信号最大功率，动态设置采样电平的饱和值，在不增加设备量的前提下，可以有效的增加输入信号的动态范围。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案：
一种无线信道仿真装置的信号变换处理方法，所述无线信道仿真装置包括AD单元、信号处理单元、DA单元和上位机控制单元，所述信号变换处理方法包括如下步骤：
1)将信号源通过射频线缆接入无线信道仿真装置，估计输入信号x(t)的功率范围为[Pin-max,Pin-min]；
2)通过上位机控制单元设置输入信号x(t)的峰值功率Pin-max，确定AD单元的最大量化采样电平；
3)AD单元对输入功率大小为P的信号x(t)进行采样，采样后的信号为x(n)；
4)对采样信号x(n)进行量化，量化后的信号为xq(n)；
5)对量化后的离散信号xq(n)进行衰落特性处理后变为x'q(n)；
6)依据信道处理增益Gchannel确定DA单元的最大量化转换电平Pout-max；
7)DA单元对离散信号x'q(n)进行量化并输出，变为模拟信号x'(t),
在输出端接入频谱仪观察输出信号的频谱。
所述AD单元包括采样模块、量化模块和编码模块，将模拟信号转换为数字信号。
所述信号处理单元能对输入信号添加信道特性，实现对传播场景的电波效应模拟。
所述DA单元将数字信号转换为模拟信号。
所述上位机控制单元能实现对AD单元的最佳采样电平控制。
由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性：
本发明提供的一种无线信道仿真装置的信号变换处理方法，在不增加设备量的前提下，根据输入信号的功率范围，估计输入信号最大功率，动态设置采样电平的饱和值，可以有效的增加信道仿真设备输入输信号的动态范围。
附图说明：
图1为无线信道仿真装置的组成框图；
图2为无线信道仿真装置信号变换处理流程图；
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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。
本发明适用于一种无线信道仿真装置，如图1所示，包括AD单元1.1、信号处理单元1.2、DA单元1.3和上位机控制单元1.4。
所述AD单元1.1包括采样模块、量化模块和编码模块，将模拟信号转换为数字信号。
所述信号处理单元1.2能对输入信号添加信道特性，实现对传播场景的电波效应模拟。
所述DA单元1.3将数字信号转换为模拟信号。
所述上位机控制单元1.4能实现对AD单元1.1的最佳采样电平控制。
如图2所示，本发明一种基于输入输出信号功率估计的无线信道仿真设备信号变换处理方法，包括如下步骤：
步骤1：将信号源通过射频线缆接入无线信道仿真装置，估计输入信号x(t)的功率范围为[Pin-max,Pin-min]。
步骤2：在无线信道仿真装置工作频段内，设置信号源生成线性调幅信号作为测试信号接入无线信道仿真装置输入端，在输出端接入频谱仪观察输出信号的频谱。
根据上位机控制单元设置的输入信号x(t)的峰值功率Pin-max，并建立信道仿真模型，打开信号源射频开关，确定AD单元1.1的最大量化采样电平；
步骤3：AD单元1.1对输入功率大小为P的信号x(t)进行采样，采样后的信号为x(n)；
步骤4：对采样信号x(n)进行量化，量化后的信号为xq(n)；
步骤5：对量化后的离散信号xq(n)进行衰落特性处理后变为x'q(n)；
步骤6：依据信道处理增益Gchannel确定DA单元1.3的最大量化转换电平Pout-max；
步骤7：DA单元1.3对离散信号x'q(n)进行量化并输出，变为模拟信号x'(t)，从输出端的频谱仪观察输出信号的频谱。
通过上述方法在在不增加设备量的前提下，根据输入信号的功率范围，估计输入信号最大功率，动态设置采样电平的饱和值，可以有效的增加信道仿真设备输入输信号的动态范围。
以上内容中未细述部份为现有技术，故未做细述。
Claims (5)
1.一种无线信道仿真装置的信号变换处理方法，其特征在于：所述无线信道仿真装置包括AD单元、信号处理单元、DA单元和上位机控制单元，所述信号变换处理方法包括如下步骤：
1)将信号源通过射频线缆接入无线信道仿真装置，估计输入信号x(t)的功率范围为[Pin-max,Pin-min]；
2)通过上位机控制单元设置输入信号x(t)的峰值功率Pin-max，确定AD单元的最大量化采样电平；
3)AD单元对输入功率大小为P的信号x(t)进行采样，采样后的信号为x(n)；
4)对采样信号x(n)进行量化，量化后的信号为xq(n)；
5)对量化后的离散信号xq(n)进行衰落特性处理后变为x'q(n)；
6)依据信道处理增益Gchannel确定DA单元的最大量化转换电平Pout-max；
7)DA单元对离散信号x'q(n)进行量化并输出，变为模拟信号x'(t),在输出端接入频谱仪观察输出信号的频谱。
2.根据权利要求1所述的无线信道仿真装置的信号变换处理方法，其特征在于：所述AD单元包括采样模块、量化模块和编码模块，将模拟信号转换为数字信号。
3.根据权利要求1所述的无线信道仿真装置的信号变换处理方法，其特征在于：所述信号处理单元能对输入信号添加信道特性，实现对传播场景的电波效应模拟。
4.根据权利要求1所述的无线信道仿真装置的信号变换处理方法，其特征在于：所述DA单元能将数字信号转换为模拟信号。
5.根据权利要求1所述的无线信道仿真装置的信号变换处理方法，其特征在于：所述上位机控制单元能实现对AD单元的最佳采样电平控制。
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