[实用新型]一种无线信道测量系统

说明书

一种无线信道测量系统，包括发射软件定义无线电设备、接收软件定义无线电设备，两者在物理上分离；所述发射软件定义无线电设备配置发射天线，接收软件定义无线电设备配置接收天线；发射软件定义无线电设备和接收软件定义无线电设备通过TCP/IP协议分别连接发射端、接收端计算机。本实用新型收发设备的分离一方面避免了电缆带来的射频信号传输损耗，提升系统的动态范围，增加测量距离，另一方面让测量过程更加方便。与现有无线信道测量平台相比，本实用新型一方面通过去除损耗较高的射频电缆，增加测量平台的动态范围，提升测量距离，另一方面避免了耗时的扫频，提升测量的实时性。

技术领域

本实用新型涉及一种基于软件无线电的无线信道测量系统。

背景技术

无线信道测量平台是实现无线信道测量的前提条件。搭建一个完备的实测平台需要大量的资金设备和人力的支持。现有无线信道测量平台大多基于网络分析仪（Vectornetwork analyzer, VNA）在频域实现。频域测量平台具有带宽大、动态范围高等特点。但是，基于VNA的无线信道测量平台受到以下两个方面限制。一方面，由于网络分析仪采用扫频的方式测量无线信道的S参数。受限于扫频速度，网络分析仪不适用于动态无线信道测量。另一方面，基于网络分析仪的无线测量平台需要通过同轴电缆连接发射天线和接收天线。同轴电缆对微波带来的损耗会显著降低测量精度。

实用新型内容

本实用新型提供一种无线信道测量系统，克服现有技术测量效率低、实时性差以及使用不方便的技术问题。

本实用新型的技术方案是：

一种无线信道测量系统，包括发射软件定义无线电设备、接收软件定义无线电设备，两者在物理上分离；所述发射软件定义无线电设备配置发射天线，接收软件定义无线电设备配置接收天线；发射软件定义无线电设备和接收软件定义无线电设备通过TCP/IP协议分别连接发射端、接收端计算机。

本实用新型基于两台软件定义无线电设备NI-USRP-2920和计算机实现无线信道测量平台。两台设备分别用于发射信号和接收信号。每台设备分别由一台计算机控制。接收机和发射机之间不存在共用设备和有线连接。收发设备的分离一方面避免了电缆带来的射频信号传输损耗，提升系统的动态范围，增加测量距离，另一方面让测量过程更加方便。与现有无线信道测量平台相比，本实用新型一方面通过去除损耗较高的射频电缆，增加测量平台的动态范围，提升测量距离，另一方面避免了耗时的扫频，提升测量的实时性。

同时，本实用新型利用软件定义无线电设备配置灵活、升级方便的特点，将其和个人计算机设计基于滑动相关算法的时域无线信道测量平台方案，并利用NI-USRP设备搭建信道测量平台硬件原型机。本实用新型采用NI公司的LabVIEW软件编程平台，利用LabVIEW虚拟仪器软件可以同NI公司的软件定义无线电设备NI-USRP-2920进行无缝融合，并构建图形化用户界面，同时LabVIEW的虚拟仪器技术可以实时显示用户指定参数并根据实际情况进行调整测量硬件参数配置、基带发射信号生成、调制、解调、滑动相关信道冲击响应估计和测量结果实时显示等功能。针对无线信道传播的多径衰落特点，本实用新型数据处理采用滑动相关算法进行处理，滑动相关算法充分利用了其抗多径衰落特性，配置灵活，通过扩频增益提升无线信道冲激响应的测量精度。与传统基于网络分析仪的无线信道测量平台相比，本实用新型的信道测量平台具有动态范围大、测量距离远、测量场景丰富、数据处理实时等特点。同时利用配套的LabVIEW软件编程平台能够使软件无线电参数调整方便、数据处理实时、系统升级简单等特点。发送端的USRP通过LabVIEW软件编程平台，发送经过BPSK调制的13阶m序列。基带IQ采样率为25M Samples/s，符号速率为12.5M Symbols/s，时延分辨率分别为40 ns。接收机处于动态的接收状态，待发送信号经过无线信道传播至接收天线，信号被接收端的USRP接收到，再通过编程好的BPSK解调模块即可恢复信号。在接收端，USRP经过载波和相位同步实现射频信号解调并提取IQ基带信号。

附图说明