[发明专利]无线多通道通信实验平台

说明书

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，涉及无线通信算法的实验验证，为一种无线多通道通信实验平台。

背景技术

无线通信是由发射机与接收机组成的。而传统的发射机或接收机通常包括一个发射天线或接收天线，也即属于单通道无线通信系统。随着无线通信技术的迅猛发展，采用具有多个发射天线或者接收天线的多通道无线通信技术也越来越多。特别的，需要具有多个接收天线的多通道无线通信技术主要有：多输入多输出(MIMO)技术、无线信道统计复用技术(《统计复用无线通信系统》CN200910028468.0)、盲源分离技术、侦查测向技术、多通道抗干扰技术等。

对于教学与科研来说，设计一种便于实施现场教学演示相应无线通信技术的实验平台，以及在科研工作中易于进行不同无线通信算法验证的实验平台，是一件具有重要意义的工作。

目前在高校《通信原理》课程中所使用的“通信原理实验箱”，就是一种便于实施现场教学演示单通道无线通信技术的实验平台。但该实验平台功能单一，只能完成对单通道无线通信系统中的基本模块，例如调制解调、编译码等固定于实验箱内的器件功能的验证。

有部分文献对多通道数据采集系统进行了研究：《工业CT多通道数据采集系统研究》(《计算机工程与设计》2004年第9期)、《多通道信号遥测系统数据采集与显示研究》(《测控技术》2009年第12期)、《基于FPGA的多通道数据采集卡开发》(《组合机床与自动化加工技术》2010年第2期)、《基于LabVlEW的便携式多通道温度数据采集系统设计》(《光电技术应用》2009年第6期)、《基于USB的高精度多通道数据采集卡设计》(《电子科技》2010年第2期)，但这些研究仍然存在以下问题：

1、应用方向较窄，且无用于无线通信方向的；

2、结构复杂，均需专用的模数转换芯片或数据采集卡才能完成A/D变换功能；

3、多数需在特定的FPGA编程语言环境下使用；

4、功能单一，只能完成数据采集功能。

此外，专利《基于声卡的调制解调方法和系统》(CN200310104160.2)提供了一种用于数字通信的调制解调方法和系统，利用计算机CPU完成对信号的实时调制与解调，用声卡完成A/D、D/A变换及信号的输入输出；扩大了声卡的用途；信号的调制与解调算法采用计算机软件实现，可以根据当前通信使用的信道类型，调用不同的调制与解调算法模块来通信，可以非常灵活、方便、廉价地实现数字信号传输，并且可以通过短波、超短波电台来实现数据的无线数字通信。但这份专利所设计的系统属于单通道无线通信系统，用于处理调制与解调技术，同时需专门的接口匹配模块以及设置专用的输入输出缓冲器等。

目前尚未见到有关无线多通道通信实验平台的有关文献及专利。

发明内容

本发明要解决的问题是：在无线通信领域，特别是多通道无线通信系统，尚无能够便于实施现场教学演示相应无线通信技术，或在科研工作中进行不同无线通信算法验证的实验平台。

本发明的技术方案为：无线多通道通信实验平台，发射端设有至少一个发射机，发送通道总数为N，发射端经无线信道发送信号，接收端由一个通道总数为M的无线通信多通道接收机接收信号，并转为M路音频信号输出，M≥2，以计算机中的声卡作为模数转换器，每一个声道对应接收端的一个通道，将M路音频信号转换为数字信号，输出至计算机保存，在计算机中以所述数字信号为基础，验证不同的无线通信算法，其中，发送通道总数N与接收机通道总数目M取决于所验证的无线通信算法。

接收机的通道总数目M大于或等于所验证的无线通信算法中所要求的接收端通道数目，声卡为单声道声卡时，由M个声卡构成声卡阵列来对应采集M个接收通道的音频数据；声卡为双声道声卡，接收端通道总数M＞2时，由个声卡构成声卡阵列，表示对式内数据进行向上取整。

优选声卡阵列共用同一晶振，构成共晶振声卡阵列。

进一步的，计算机的输出端连接声卡，计算机中经无线通信算法处理的数字信号输出至声卡，以声卡作为数模转换器，将处理后的数字信号转换为音频信号输出。

通过计算机程序控制声卡进行模数转换或数模转换，由计算机程序调用无线通信算法进行验证，所述计算机程序的编程软件与无线通信算法的编程软件一致。