基于FPGA的無線信道仿真器設計與實現(xiàn).pdf_第1頁
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文檔簡介

1、隨著人們對無線通信需求和質量的要求越來越高,無線通信設備的研發(fā)也變得越來越復雜,系統(tǒng)測試在整個設備研發(fā)過程中所占的比重也越來越大。為了能夠盡快縮短研發(fā)周期,測試人員需要在實驗室模擬出無線信道的各種傳播特性,以便對所設計的系統(tǒng)進行調試與測試。無線信道仿真器是進行無線通信系統(tǒng)硬件調試與測試不可或缺的儀器之一。 本文設計的無線信道仿真器是以Clarke信道模型為參考,采用基于Jakes模型的改進算法,使用Altera公司的Strati

2、xⅡ EP2S180模擬實現(xiàn)了頻率選擇性衰落信道。信道仿真器實現(xiàn)了四根天線數(shù)據(jù)的上行接收,每根天線由八條可分辨路徑,每條可分辨路徑由64個反射體構成,每根天線可分辨路徑和反射體的數(shù)目可以獨立配置。通過對每個反射體初始角度和初始相位的設置,并且保證反射體的角度和相位是均勻分布的隨機數(shù),可以使得同一條路徑不同反射體之間的非相關特性,得到的多徑傳播信道是一個離散的廣義平穩(wěn)非相關散射模型(WSSUS)。無線信道仿真器模擬了上行數(shù)據(jù)傳輸環(huán)境,上行

3、數(shù)據(jù)由后臺產生后儲存在單板上的SDRAM中。啟動測試之后,上行數(shù)據(jù)在CPU的控制下通過信道仿真器,然后送達基帶處理板解調,最后測試數(shù)據(jù)的誤碼率和誤塊率,從而分析基站的上行接收性能。 首先,本文研究了3GPP TS 25.141協(xié)議中對通信設備測試的要求和無線信道自身的特點,完成了對無線信道仿真器系統(tǒng)設計方案的吸收和修改。 其次,針對FPGA內部資源結構,研究了信道仿真器FPGA實現(xiàn)過程中的困難和資源的消耗,進行了模塊劃分

4、。主要完成了時延模塊、瑞利衰落模塊、背板接口模塊等的RTL級代碼的開發(fā)、仿真、綜合和板上調試;完成了FPGA和后臺軟件的聯(lián)合調試;完成了兩天線到四天線的改版工作,使FPGA內部的工作頻率翻了一倍,大幅降低了FPGA資源的消耗。 最后,在完成無線信道仿真器的硬件設計之后,對無線信道仿真器的測試根據(jù)3GPP TS 25.141 V6.13.0協(xié)議中的要求進行,即在數(shù)據(jù)誤塊率(BLER)一定的情況下,對不同信道傳播環(huán)境和不同傳輸業(yè)務下

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