实现带宽和功率自适应可变的卫星信道模拟系统

技术领域

本发明涉及卫星通信领域，尤其涉及卫星信道模拟领域，具体是指一种实现带宽和功率自适应可变的卫星信道模拟系统。

背景技术

卫星信道模拟装置作为卫星通信的重要组成部分，通过利用精确信道模拟(包括传播延时，多径延迟、相位偏移和多普勒频移等)为卫星、地面处理设备和移动收发器三者间的闭环测试创造逼真的无线信道测试场景，支持带宽和功率自适应可变的卫星信道模拟装置是目前卫星通信领域的一个技术难点。传统卫星信道模拟装置通过基带算法可以改变卫星信道模型，但无法根据输入信号带宽、功率及外部环境变化自动调节系统装置，输出信号与实际卫星信道传输特性存在差异，因此现有技术方案无法满足卫星信道模拟技术要求。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种满足准确度高、带宽和功率自适应可变、适用范围较为广泛的实现带宽和功率自适应可变的卫星信道模拟系统。

为了实现上述目的，本发明的实现带宽和功率自适应可变的卫星信道模拟系统如下：

该实现带宽和功率自适应可变的卫星信道模拟系统，其主要特点是，所述的系统包括：

增益调节单元，用于对输入高阶调制信号进行增益变换，实现增益放大或减小；

自适应采样时钟单元，与所述的增益调节单元相连接，用于对输入信号不同带宽自适应动态调整采样时钟频率，保证满足采样定理要求；

数字中频处理单元，与所述的增益调节单元和自适应采样时钟单元均相连接，用于对增益变换后的高阶调制信号进行A/D采样处理和DDC数字下变频，将输入信号转变为数字基带信号；

信道模拟单元，与所述的数字中频处理单元相连接，用于对数字基带信号进行多普勒频移、多径延迟、增加噪声模型和传播延时的处理，同时对输出反馈信号进行增益动态监测，满足卫星信道模拟要求；

可变混频单元，与所述的信道模拟单元相连接，用于对频率合成本振模块产生的载波信号与处理后的数字基带信号进行混频产生所需的输出信号；

功率耦合输出单元，与所述的可变混频单元相连接，用于对输出信号进行功率耦合输出，反馈到信道模拟单元进行增益动态检测，调整输出信号功率，满足输出信号功率要求。

较佳地，所述的数字中频处理单元包括：

A/D采样模块，与所述的增益调节单元相连接，用于对增益变换后的高阶调制信号进行A/D采样处理，实现输入信号的模数变换；

DDC模块，与所述的A/D采样模块相连接，用于对采样处理后的数字信号进行数字下变频，实现数字基带信号。

较佳地，所述的信道模拟单元包括：

多普勒频移单元，与所述的DDC模块相连接，用于对数字基带进行多普勒频移；

多径延迟及增益单元，与所述的多普勒频移单元相连接，用于对多普勒频移后的数字基带信号进行多径延迟和增益调节；

分布模型混频电路，与所述的多径延迟及增益单元相连接，用于对多径延迟和增益调节的基带信号与函数模型进行混频，实现卫星信道相应传输特性模拟；

分布模型单元，与所述的分布模型混频电路相连接，用于对多径延迟和增益调节的基带信号提供分布函数模型进行混频输出；

噪声模型混频电路，与所述的分布模型混频电路相连接，用于对分布模型混频后的数字基带信号与高斯白噪声进行混频，实现卫星信道相应传输特性模拟；

噪声模型单元，与所述的噪声模型混频电路相连接，用于对分布模型混频后的数字基带信号提供高斯白噪声模型进行混频输出；

传播延时单元，与所述的噪声模型混频电路相连接，用于对噪声模型混频后的数字基带信号进行传播延时输出；

增益动态检测单元，与所述的增益调节单元和功率耦合输出单元相连接，用于对输出反馈信号进行增益动态监测。

较佳地，所述的可变混频单元包括：

数字基带混频电路，与所述的信道模拟单元相连接，用于对卫星信道传输特性模拟后的数字基带信号进行混频，产生所需的输出信号；

频率合成本振模块，与所述的数字基带混频电路相连接，用于对卫星信道传输特性模拟后的数字基带信号提供低相噪本振信号进行混频。

采用了本发明的实现带宽和功率自适应可变的卫星信道模拟系统，满足信道模型、功率、带宽自适应可变等无线信道测试要求，能够广泛应用于卫星通信测试相关领域的卫星信道模拟装置，针对卫星信道模拟装置技术要求，利用数字中频处理、自适应采样时钟、增益动态检测、可变混频、信道模拟等来支持卫星通信无线信道相关测试。

附图说明

图1为本发明的实现带宽和功率自适应可变的卫星信道模拟系统的系统框图。

附图标记：

1 增益调节单元

2 自适应采样时钟单元

3 数字中频处理单元

4 信道模拟单元

401分布模型混频电路

402噪声模型混频电路

5可变混频单元

501数字基带混频电路

6功率耦合输出单元

具体实施方式

为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。

本发明的该实现带宽和功率自适应可变的卫星信道模拟系统，其中包括：

增益调节单元，用于对输入高阶调制信号进行增益变换，实现增益放大或减小；

自适应采样时钟单元，与所述的增益调节单元相连接，用于对输入信号不同带宽自适应动态调整采样时钟频率，保证满足采样定理要求；

数字中频处理单元，与所述的增益调节单元和自适应采样时钟单元均相连接，用于对增益变换后的高阶调制信号进行A/D采样处理和DDC数字下变频，将输入信号转变为数字基带信号；

信道模拟单元，与所述的数字中频处理单元相连接，用于对数字基带信号进行多普勒频移、多径延迟、增加噪声模型和传播延时的处理，同时对输出反馈信号进行增益动态监测，满足卫星信道模拟要求；

可变混频单元，与所述的信道模拟单元相连接，用于对频率合成本振模块产生的载波信号与处理后的数字基带信号进行混频产生所需的输出信号；

功率耦合输出单元，与所述的可变混频单元相连接，用于对输出信号进行功率耦合输出，反馈到信道模拟单元进行增益动态检测，调整输出信号功率，满足输出信号功率要求。

作为本发明的优选实施方式，所述的数字中频处理单元包括：

A/D采样模块，与所述的增益调节单元相连接，用于对增益变换后的高阶调制信号进行A/D采样处理，实现输入信号的模数变换；

DDC模块，与所述的A/D采样模块相连接，用于对采样处理后的数字信号进行数字下变频，实现数字基带信号。

作为本发明的优选实施方式，所述的信道模拟单元包括：

多普勒频移单元，与所述的DDC模块相连接，用于对数字基带进行多普勒频移；

多径延迟及增益单元，与所述的多普勒频移单元相连接，用于对多普勒频移后的数字基带信号进行多径延迟和增益调节；

分布模型混频电路，与所述的多径延迟及增益单元相连接，用于对多径延迟和增益调节的基带信号与函数模型进行混频，实现卫星信道相应传输特性模拟；

分布模型单元，与所述的分布模型混频电路相连接，用于对多径延迟和增益调节的基带信号提供分布函数模型进行混频输出；

噪声模型混频电路，与所述的分布模型混频电路相连接，用于对分布模型混频后的数字基带信号与高斯白噪声进行混频，实现卫星信道相应传输特性模拟；

噪声模型单元，与所述的噪声模型混频电路相连接，用于对分布模型混频后的数字基带信号提供高斯白噪声模型进行混频输出；

传播延时单元，与所述的噪声模型混频电路相连接，用于对噪声模型混频后的数字基带信号进行传播延时输出；

增益动态检测单元，与所述的增益调节单元和功率耦合输出单元相连接，用于对输出反馈信号进行增益动态监测。

作为本发明的优选实施方式，所述的可变混频单元包括：

数字基带混频电路，与所述的信道模拟单元相连接，用于对卫星信道传输特性模拟后的数字基带信号进行混频，产生所需的输出信号；

频率合成本振模块，与所述的数字基带混频电路相连接，用于对卫星信道传输特性模拟后的数字基带信号提供低相噪本振信号进行混频。

本发明的具体实施方式中，提供了一种满足信道模型、功率、带宽自适应可变等无线信道测试要求，能够广泛应用于卫星通信测试相关领域的卫星信道模拟装置，针对卫星信道模拟装置技术要求，利用数字中频处理、自适应采样时钟、增益动态检测、可变混频、信道模拟等来支持卫星通信无线信道相关测试。

如图1所示，一种支持带宽和功率自适应可变的卫星信道模拟装置，包括增益调节单元1、自适应采样时钟单元2、数字中频处理单元3、信道模拟单元4、可变混频单元5、功率耦合输出单元6，所述的各模块依次相连。

增益调节单元1，被配置用于对输入高阶调制信号进行增益变换，实现增益放大或减小；

自适应采样时钟单元2，被配置用于对输入信号不同带宽自适应动态调整采样时钟频率，保证满足采样定理要求；

数字中频处理单元3，包括A/D采样模块和DDC模块，所述的A/D采样模块和DDC模块依次相连，所述的A/D采样模块用于对增益变换后的高阶调制信号进行A/D采样处理实现输入信号的模数变换，所述的DDC模块用于对采样处理后的数字信号进行数字下变频实现数字基带信号；

信道模拟单元4，包括多普勒频移单元、多径延迟及增益单元、分布模型混频电路、分布模型单元、噪声模型混频电路、噪声模型单元、传播延时单元、传播延时单元和增益动态检测单元，所述的多普勒频移单元、多径延迟及增益单元、分布模型混频电路、分布模型单元、噪声模型混频电路、噪声模型单元、传播延时单元、传播延时单元和增益动态检测单元依次相连，所述的多普勒频移单元用于对数字基带进行多普勒频移，所述的多径延迟及增益单元用于对多普勒频移后的数字基带信号进行多径延迟和增益调节，所述的分布模型混频电路用于对多径延迟和增益调节的基带信号与Rayleigh分布、Lognormal分布等函数模型进行混频实现卫星信道相应传输特性模拟，所述的分布模型单元用于对多径延迟和增益调节的基带信号提供分布函数模型进行混频输出，所述的噪声模型混频电路用于对分布模型混频后的数字基带信号与高斯白噪声进行混频实现卫星信道相应传输特性模拟，所述的噪声模型单元用于对分布模型混频后的数字基带信号提供高斯白噪声模型进行混频输出，所述的传播延时单元用于对噪声模型混频后的数字基带信号进行传播延时输出，所述的增益动态检测单元用于对输出反馈信号进行增益动态监测，满足卫星信道模拟要求；

可变混频单元5，包括数字基带混频电路和频率合成本振模块，所述的数字基带混频电路和频率合成本振模块依次相连，所述的数字基带混频电路用于对卫星信道传输特性模拟后的数字基带信号进行混频产生所需的输出信号，所述的频率合成本振模块用于对卫星信道传输特性模拟后的数字基带信号提供低相噪本振信号进行混频；

功率耦合输出单元6，被配置用于对输出信号进行功率耦合输出，反馈到信道模拟单元进行增益动态检测，调整输出信号功率，满足输出信号功率要求。

该装置的具体工作方法为，高阶调制信号输入到增益调节单元1进行增益变换，自适应采样时钟单元2根据输入信号带宽自适应动态调整采用时钟频率并提供给数字中频处理单元3，增益变换后的调制信号进入数字中频处理单元3进行A/D采样处理和DDC数字下变频后转变为数字基带信号，该数字基带信号进入信道模拟单元4后首先经过多普勒频移单元对数字基带进行多普勒频移，频移后的数字基带信号经多径延迟及增益单元进行多径延迟和增益调节，多径延迟和增益调节的基带信号与分布模型单元提供的Rayleigh分布、Lognormal分布等函数模型经分布模型混频电路401进行混频输出，混频后的数字基带信号与噪声模型单元提供的高斯白噪声模型经噪声模型混频电路402进行混频输出，噪声模型混频后的数字基带信号通过传播延时单元进行传播延时输出，传播延时输出信号进入可变混频单元5后首先与频率合成本振模块产生的低相噪本振信号经数字基带混频电路501进行混频产生所需的输出信号，数字基带混频后的信号经功率耦合输出单元6分成两路，一路作为输出信号，另一路作为反馈信号进入信道模拟单元4中的增益动态检测单元进行增益动态监测，从而动态实时调整增益可调单元1,调整输出信号功率，满足卫星信道模拟要求。

本实施例的具体实现方案可以参见上述实施例中的相关说明，此处不再赘述。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

采用了本发明的实现带宽和功率自适应可变的卫星信道模拟系统，满足信道模型、功率、带宽自适应可变等无线信道测试要求，能够广泛应用于卫星通信测试相关领域的卫星信道模拟装置，针对卫星信道模拟装置技术要求，利用数字中频处理、自适应采样时钟、增益动态检测、可变混频、信道模拟等来支持卫星通信无线信道相关测试。

在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。