CN201345662Y - 一种信道模拟系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种信道模拟系统。解决传统信道模拟仪器无法覆盖。该系统能够覆盖现有无线局域网的使用频段，测试频段至少达到6GHz，考虑了今后可能的使用频段。该系统具备短距离无线传播环境模拟参数的标准模板。该系统可以根据操作者输入的建筑物尺寸，被测设备位置等参数自动设置信道衰落的各项参数。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种通信技术，尤其涉及一种信道模拟系统。
背景技术
在移动通信系统中，无线传播环境是一个重要的研究课题。通常，我们不仅需要对移动通信设备进行常规射频指标比如输出功率、占用频谱、接收机误码率等静态指标的测试，还要衡量这些设备在模拟了真实的无线传播环境后的条件下，系统的指标是否还能达到预订的要求。在GSM、CDMA、W-CDMA、CDMA2000等主要的移动通信标准里，都对衰落条件下定义了许多测试项目。而无线信道模拟器作为可以模拟无线传播环境的重要仪表，成为完成这些项目测试的必备仪表。
目前，无线信道模拟器只有国外仪表厂家生产，主要厂家为SPIRENT、NOISECOM等。其中，TAS4500是使用最为广泛的型号之一。它能够模拟无线信道的衰落特性，产生时延，衰减，相移等信道传播特性，模拟快衰落慢衰落等功能。在移动通信的测试中，通常需要对待定的系统定义特定的传输模型，因为不同的移动通信系统所应用的环境，占用的频段，用户的移动速度等条件是不一样的。该模拟器已经具有的衰落模板有GSM、CDMA等。
但是，现有的TAS4500频率范围只能到3GHz，而现有的某些无线系统如无线局域网使用了5.8GHz的频段，因此需要在此频段上进行无线信道的模拟。而且目前TAS4500已有的衰落模板只有GSM、CDMA等系统，而对于其它的系统，特别是无线局域网所应用的短距离无线传播环境，没有相应的测试模板。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种信道模拟系统。
本实用新型采用的技术方案如下：
一种信道模拟系统，该系统包括变频系统模块1和衰落模拟系统模块2，所述的变频系统模块1与衰落模拟系统模块2之间的信号相互传递；
所述的变频系统模块1，其包括：用作本振的高精度信号源11、混频滤波模块12和控制部分13，所述的高精度信号源11的输出端与混频滤波模块12的输入端相连，所述的混频滤波模块12的输出端与控制部分13的输入端相连；
所述的衰落模拟系统模块2，其包括：设置频段为3GHz的无线信道模拟器TAS4500 21、计算机PC 22，所述的无线信道模拟器TAS4500 21的输出端与计算机PC 22的输入端相连；
所述的混频滤波模块12的输出端与无线信道模拟器TAS4500 21的输入端相连，所述的控制部分13的输出端与无线信道模拟器TAS4500 21的输入端相连。
所述的信道模拟系统，所述混频滤波模块12包括：功分器121、混频器122、滤波器123，所述的混频器122。
所述的信道模拟系统，所述的混频器122设置在2个。
本实用新型的有益效果是：解决了传统信道模拟仪器无法覆盖现有无线局域网的使用频段的问题。该系统能够覆盖现有无线局域网的使用频段，测试频段至少达到6GHz，考虑了今后可能的使用频段。该系统具备短距离无线传播环境模拟参数的标准模板。该系统可以根据操作者输入的建筑物尺寸，被测设备位置等参数自动设置信道衰落的各项参数。
附图说明
图1示出了本实用新型实施例的信道模拟系统的结构图；
图2示出了混频滤波模块的具体结构图；
图3为混频滤波模块前面板接头示意图；
图4为下变频示意图；
图5为上变频及滤波示意图；
图6示出了本实用新型实施例的程序结构框架图；
图7为Rayleigh衰落模拟结果(频谱)图；
图8为Rayleigh衰落模拟结果(时域)图；
图9为Racian衰落模拟结果图；
图10为Frequency Shift模拟结果图；
图11为Log-Normal Shadowing模拟结果图。
具体实施方式
为了便于本领域一般技术人员理解和实现本实用新型，现结合附图描绘本实用新型的实施例。
本实用新型实施例的信道模拟系统由变频系统模块和衰落模拟系统模块两大模块组成，图1所示。
变频系统模块主要由用作本振的高精度信号源、混频滤波模块以及控制部分组成。变频系统模块的主要功能是当输入的射频信号超过3GHz时，把信号下变频到较低的频率范围，在完成衰落模拟后，再把输出信号还原为输入的射频频率。在本实用新型实施例中，我们把下变频后的信号设定为1GHz。
变频系统模块的工作原理是，通过控制软件控制本振信号的频率，把无线信道模拟器TAS4500工作频率范围之外的WLAN信号送人混频模块进行下变频(如图4所示)，使信号变到TAS4500能够处理的范围之内，然后再把变频后的信号送入TAS4500进行处理(TAS4500同样可由PC控制)；TAS4500处理之后的信号被重新送入混频滤波模块进行上变频和滤波过程(如图5所示)，这样在图中RF OUTPUT端口输出的信号就同RF INPUT端口输入的信号处于相同的频率范围。混频滤波模块的具体结构如图2所示。
衰落模拟系统模块由无线信道仿真模块、控制软件、计算机、GPIB控制卡、总线组成、在本发明实施例中，无线信道仿真模块以及衰落参数的设置等功能由控制软件完成。计算机、GPIB控制卡、GPIB总线为辅助设备。
程序的结构由两部分组成：界面(GUI)+动态链接库(DLL)。图形用户界面的功能是接受输入，根据输入的信息传递给相应的动态链接库文件，对相关的仪表进行控制，并把处理的结果根据需要显示出来。使用独立的GUI和动态链接库文件的好处是将整个系统分解为多个独立的模块，可以对GUI和库文件进行独立调试，有利于系统的稳定性；同时，调试通过的动态链接库文件可以为不同的进程调用，而无需增加额外的资源开销，可以大大减少系统资源的占用。同时，可以单独对库进行升级，只要接口声明没有发生变化，应用程序不需要改动或者重新编译就可以使用版本更新的库。
计算机通过内部的GPIB卡发送标准的IEEE-488.2SCPI指令，实现对相应仪表的控制。
系统的软件结构如图6所示，应用程序图形用户界面(GUI)位于最上层，其功能是实现信息的交互作用；在界面上输入的正确设置信息，经过处理后通过GUI和DLL之间的接口被传递给更下一层的动态链接库文件，动态链接库文件再把接收到的数据和控制指令传递给下层的488.2驱动程序，而后相应的SCPI指令就可以通过计算机与仪表之间的GPIB总线发送给对应的仪表，对仪表进行控制和设置，同时也返回必要的仪表状态信息。
硬件指标的验证数据如下。
系统本振频率准确度：
| 示值(MHz) | 实测值(MHz) |
| 940.000 | 940.000027 |
| 1040.000 | 1040.000031 |
| 1940.000 | 1940.000039 |
| 2040.000 | 2040.000041 |
| 2140.000 | 2140.000043 |
| 2240.000 | 2240.000047 |
| 2340.000 | 2340.000051 |
| 2440.000 | 2440.000054 |
| 2540.000 | 2540.000056 |
| 2640.000 | 2640.000059 |
| 2740.000 | 2740.000061 |
| 2860.000 | 2860.000067 |
| 3000.000 | 3000.000072 |
| 4000.000 | 4000.000081 |
| 5000.000 | 5000.000090 |
| 6000.000 | 6000.000095 |
| 7000.000 | 7000.000097 |
| 8000.000 | 8000.000099 |
测量结果的扩展不确定度(k＝2)：5.8×10-9
信道1路径损耗：
信道2路径损耗：
信道1输出衰减：
信道2输出衰减：
信道通路BYPASS功能检查：
结论：Channel 1及Channel 2的bypass功能正常。
Rayleigh衰落模拟结果(频谱)如图7所示，参数记录如下：
输入信号：5.8GHz 电平：-10dBm 调制：无
TAS4500设置：Rayleigh；Velocity：100km/hr
测量结果的扩展不确定度(k＝2)：1.94Hz
Rayleigh衰落模拟结果(时域)如图8所示，参数记录如下：
输入信号：5.8GHz 电平：-10dBm 调制：无
TAS4500设置：Rayleigh ；Velocity：100km/hr
Racian衰落模拟结果如图9所示，参数记录如下：
输入信号：5.8GHz 电平：-10dBm 调制：无
TAS4500设置：GSM_Racian；Velocity：100km/hr
Frequency Shift模拟结果如图10所示，参数记录如下：
输入信号：5.8GHz 电平：-10dBm 调制：无
TAS4500设置：Frequency Shift；Doppler：241.7Hz
测量结果的扩展不确定度(k＝2)：1.94Hz
Log-Normal Shadowing模拟结果如图11所示，参数记录如下：
输入信号：5.8GHz 电平：-10dBm 调制：无
TAS4500设置：LOG NORMAL；LOG NORMAL STD：8dB；LOG NORMALRATE：0.5Hz
软件功能的验证记录如下。
WLAN模版参数调用结果：
结论：模板参数调用结果与标准模版参数设置一致。
信道仿真功能验证：
模拟环境1：办公室环境1
尺寸：10m(长)×6.2m(宽)×3.2m(高)
发射机位置：2m(长)×2.5m(宽)×1.2m(高)
接收机位置：9m(长)×2.5m(宽)×1.2m(高)
发射机天线增益：5dBi
接收机天线增益：5dBi
电缆及转接头损耗：3.5dB
测试频率：5.8GHz
发射机发射功率：0dBm
| 测试项目 | 软件模拟计算结果 | 网络分析仪实测结果 | 偏差 |
| 路径损耗 | 64.9dB | 65.2dB | 0.3dB |
| 时延 | 23.3ns | 23.5ns | 0.2ns |
模拟环境2：办公室环境2
尺寸：15m(长)×8m(宽)×3.0m(高)
发射机位置：2m(长)×2.5m(宽)×1.2m(高)
接收机位置：13m(长)×5.5m(宽)×1.0m(高)
发射机天线增益：5dBi
接收机天线增益：5dBi
电缆及转接头损耗：3.5dB
测试频率：5.8GHz
发射机发射功率：0dBm
| 测试项目 | 软件模拟计算结果 | 网络分析仪实测结果 | 偏差 |
| 路径损耗 | 69.1dB | 68.9dB | -0.2dB |
| 时延 | 38.0ns | 37.7ns | -0.3ns |
模拟环境3：办公室环境3
尺寸：12m(长)×5m(宽)×2.8m(高)
发射机位置：1.5m(长)×2.5m(宽)×1.5m(高)
接收机位置：10.2m(长)×1.5m(宽)×1.3m(高)
发射机天线增益：5dBi
接收机天线增益：5dBi
电缆及转接头损耗：3.5dB
测试频率：5.8GHz
发射机发射功率：0dBm
| 测试项目 | 软件模拟计算结果 | 网络分析仪实测结果 | 偏差 |
| 路径损耗 | 66.8dB | 66.4dB | -0.4dB |
| 时延 | 29.2ns | 29.6ns | 0.4ns |
模拟环境4：办公室环境4
尺寸：12m(长)×5m(宽)×2.8m(高)
发射机位置：1.5m(长)×2.5m(宽)×1.5m(高)
接收机位置：10.2m(长)×1.5m(宽)×1.3m(高)
发射机天线增益：5dBi
接收机天线增益：5dBi
电缆及转接头损耗：3.5dB
测试频率：2.4GHz
发射机发射功率：0dBm
| 测试项目 | 软件模拟计算结果 | 网络分析仪实测结果 | 偏差 |
| 路径损耗 | 58.8dB | 58.5dB | -0.3dB |
| 时延 | 29.2ns | 29.5ns | 0.3ns |
可见，本实用新型的信道模拟系统的各项功能、指标均达到或超过了预期目标。
虽然通过实施例描绘了本实用新型，但本领域普通技术人员知道，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，就可使本实用新型有许多变形和变化，本实用新型的范围由所附的权利要求来限定。
Claims (3)
1、一种信道模拟系统，其特征在于，该系统包括变频系统模块(1)和衰落模拟系统模块(2)，所述的变频系统模块(1)与衰落模拟系统模块(2)之间的信号相互传递；
所述的变频系统模块(1)，其包括：用作本振的高精度信号源(11)、混频滤波模块(12)和控制部分(13)，所述的高精度信号源(11)的输出端与混频滤波模块(12)的输入端相连，所述的混频滤波模块(12)的输出端与控制部分(13)的输入端相连；
所述的衰落模拟系统模块(2)，其包括：设置频段为3GHz的无线信道模拟器TAS4500(21)计算机PC(22)，所述的无线信道模拟器TAS4500(21)的输出端与计算机PC(22)的输入端相连；
所述的混频滤波模块(12)的输出端与无线信道模拟器TAS4500(21)的输入端相连， 所述的控制部分(13)的输出端与无线信道模拟器TAS4500(21)的输入端相连。
2、根据权利要求1所述的信道模拟系统，其特征在于，所述混频滤波模块(12)包括：功分器(121)、混频器(122)、滤波器(123)。
3、根据权利要求2所述的信道模拟系统，其特征在于，所述的混频器(122)设置为2个。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNU2008201400016U CN201345662Y (zh) | 2008-10-20 | 2008-10-20 | 一种信道模拟系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNU2008201400016U CN201345662Y (zh) | 2008-10-20 | 2008-10-20 | 一种信道模拟系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN201345662Y true CN201345662Y (zh) | 2009-11-11 |
Family
ID=41277246
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNU2008201400016U Expired - Lifetime CN201345662Y (zh) | 2008-10-20 | 2008-10-20 | 一种信道模拟系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN201345662Y (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103138855A (zh) * | 2011-11-29 | 2013-06-05 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种基于外场实测数据的无线网络信道模拟装置与方法 |
| CN103368674A (zh) * | 2013-07-29 | 2013-10-23 | 南京信息工程大学 | 一种基于dsp的卫星信道模拟器 |
-
2008
- 2008-10-20 CN CNU2008201400016U patent/CN201345662Y/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103138855A (zh) * | 2011-11-29 | 2013-06-05 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种基于外场实测数据的无线网络信道模拟装置与方法 |
| CN103138855B (zh) * | 2011-11-29 | 2016-08-03 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种基于外场实测数据的无线网络信道模拟装置与方法 |
| CN103368674A (zh) * | 2013-07-29 | 2013-10-23 | 南京信息工程大学 | 一种基于dsp的卫星信道模拟器 |
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|---|---|---|---|
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| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: SHANGHAI TA TECHNOLOGY CO., LTD. BEIJING WULONG TE Free format text: FORMER OWNER: SHANGHAI TA TECHNOLOGY CO., LTD. Effective date: 20130427 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20130427 Address after: 100191 Haidian District Garden North Road, No. 52, Beijing Patentee after: Ministry of Industry & Information Technology, Telecommunication Metrology Center Patentee after: Shanghai TA Technology Co., Ltd. Patentee after: Beijing Wulong Telecom Technology Co., Chence (Beijing) Communication Technologi Address before: 100191 Haidian District Garden North Road, No. 52, Beijing Patentee before: Ministry of Industry & Information Technology, Telecommunication Metrology Center Patentee before: Shanghai TA Technology Co., Ltd. |
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Granted publication date: 20091111 |
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