[发明专利]用于宽带多输入多输出系统的信道仿真仪

权利要求书

1.用于宽带多输入多输出系统的信道仿真仪，其特征在于，该信 道仿真仪包括：

多个射频接收模块(1)，用于接收射频模拟信号并将其转换为时域 的基带模拟信号，还用于将转换后的时域的基带模拟信号发送给欠采 样模块(2)；

多个欠采样模块(2)，用于将来自射频接收模块(1)的时域的基带模 拟信号转换为时域的基带数字信号，并将转换后的时域的基带数字信 号发送给处理模块(3)；

处理模块(3)，用于对来自信道模型生成模块(5)的信道冲激响应和 来自欠采样模块(2)的时域的基带数字信号求卷积，并将求卷积后的时 域的基带数字信号发送给射频输出模块(4)；

多个射频输出模块(4)，用于将来自处理模块(3)的时域的基带数字 信号转换为时域的射频模拟信号并将其发射出去；和

信道模型生成模块(5)，用于生成信道冲激响应并将其发送给处理 模块(3)；

所述欠采样模块(2)对基带模拟信号x(t)依次进行的处理为解调、 分段积分、低速均匀采样、预处理和恢复；

所述欠采样模块(2)对时域的基带模拟信号x(t)进行解调时，所述 欠采样模块(2)将时域的基带模拟信号x(t)同步并行地送入p条支路， 且在每一条支路上时域的基带模拟信号x(t)与相应的伪随机二进制序 列函数c_p(t)相乘，其中p为正整数，伪随机二进制序列函数c_p(t)的长 度为L，其周期为T_c；

所述欠采样模块(2)对解调后的基带模拟信号x(t)进行分段积分， 所述欠采样模块(2)将p条支路中的每一条支路分成q段，其中q为正 整数，第p条支路的第q段的分段积分的计算公式如下：

yp,q=∫(q-1)TcqTcx(t)cp(t)dt=Σi=1Iθi∫(q-1)TcqTcx(t)ψi(t)dt;]]>

公式中y_p,q表示第p条支路的第q段的分段积分结果；

所述欠采样模块(2)基于压缩感知原理对分段积分后的时域的基带 模拟信号x(t)进行低速均匀采样，低速均匀采样的采样点构成p行q列 的矩阵：

公式中，p_max为p的最大值，q_max为q的最大值，且p_max·q_max≥ M，M为实现恢复的最低采样点数，低速均匀采样的采样时间间隔等 于二进制序列函数c_p(t)的周期T_c；

所述欠采样模块(2)对低速均匀采样后的时域的基带模拟信号x(t) 进行预处理，所述欠采样模块(2)对采样点构成的矩阵Y进行转置运算 并得到如下列向量：

Y~=[y1,y2,...,ypmax]T;]]>

所述欠采样模块(2)对预处理后的时域的基带模拟信号x(t)进行恢 复，所述欠采样模块(2)通过恢复算法解如下公式计算得到系数向量 Θ：

Θ~=argmin||Θ||1s.t.Y~=VΘ;]]>

公式中，向量V＝ΦΨ，表示通过恢复算法估计的系数向量；

向量V的第j行第i列元素为：

vj,i=∫(q-1)TcqTccp(t)ψi(t)dt;]]>

公式中，j＝(p-1)q+q；所述欠采样模块(2)输出时域的基带数字信号 x(n)，其中n为自然数；

所述处理模块(3)包括多个FFT处理器(31)、多个卷积模块(32)和多 个IFFT处理器(33)；

所述射频接收模块(1)、所述欠采样模块(2)和所述FFT处理器(31) 的个数相同，所述卷积模块(32)、所述IFFT处理器(33)和所述射频输 出模块(4)的个数相同；

每一个所述射频接收模块(1)将时域的基带模拟信号x(t)发送给其 所在支路的所述欠采样模块(2)；

每一个所述欠采样模块(2)将来自其所在支路的所述射频接收模块 (1)的时域的基带模拟信号x(t)转换为时域的基带数字信号x(n)，并将该 时域的基带数字信号x(n)发送给其所在支路的所述FFT处理器(31)；

所述处理模块(3)的每一个所述FFT处理器(31)将来自其所在支路 的所述欠采样模块(2)的时域的基带数字信号x(n)转换为频域的基带数 字信号X(f)，并将该频域的基带数字信号X(f)发送给每一个所述卷积模 块(32)；

所述信道模型生成模块(5)生成时域的信道冲激响应，并将其转换 为频域的信道冲激响应H(f)后发送给相应的所述卷积模块(32)；

每一个所述卷积模块(32)将来自各个所述FFT处理器(31)的频域的 基带数字信号X(f)和来自所述信道模型生成模块(5)的频域的信道冲激 响应H(f)求卷积得到频域的基带数字信号Y(f)，并将频域的基带数字信 号Y(f)发送给其所在支路的所述IFFT处理器(33)，求卷积的计算公式 如下：

Yb(f)=Σa=1AXa(f)Ha,b(f),]]>

公式中，Y_b(f)为第b个所述卷积模块(32)输出的频域的基带数字信 号，b为大于或等于1的正整数，且b的最大值为B；X_a(f)为第a个 所述FFT处理器(31)输出的频域的基带数字信号，a为大于或等于1的 正整数，且a的最大值为A；H_a,b(f)为来自所述信道模型生成模块(5) 的对应于第a个所述FFT处理器(31)和第b个所述卷积模块(32)的频域 的信道冲激响应；

每一个所述IFFT处理器(33)将来自其所在支路的所述卷积模块 (32)的频域基带数字信号Y(f)转换为时域的基带数字信号y(n)，并将 该时域的基带数字信号y(n)发送给其所在支路的所述射频输出模块 (4)。