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基于FPGA的無線信道仿真器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

  • 資源大小:10883 K
  • 上傳時(shí)間: 2013-04-24
  • 上傳用戶:f43dfg52Ae
  • 資源積分:2 下載積分
  • 標(biāo)      簽: FPGA 無線信道 仿真器

資 源 簡(jiǎn) 介

隨著人們對(duì)無線通信需求和質(zhì)量的要求越來越高,無線通信設(shè)備的研發(fā)也變得越來越復(fù)雜,系統(tǒng)測(cè)試在整個(gè)設(shè)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(cè)試人員需要在實(shí)驗(yàn)室模擬出無線信道的各種傳播特性,以便對(duì)所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試與測(cè)試。無線信道仿真器是進(jìn)行無線通信系統(tǒng)硬件調(diào)試與測(cè)試不可或缺的儀器之一。 本文設(shè)計(jì)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(jìn)算法,使用Altera公司的StratixⅡ EP2S180模擬實(shí)現(xiàn)了頻率選擇性衰落信道。信道仿真器實(shí)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(gè)反射體構(gòu)成,每根天線可分辨路徑和反射體的數(shù)目可以獨(dú)立配置。通過對(duì)每個(gè)反射體初始角度和初始相位的設(shè)置,并且保證反射體的角度和相位是均勻分布的隨機(jī)數(shù),可以使得同一條路徑不同反射體之間的非相關(guān)特性,得到的多徑傳播信道是一個(gè)離散的廣義平穩(wěn)非相關(guān)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,上行數(shù)據(jù)由后臺(tái)產(chǎn)生后儲(chǔ)存在單板上的SDRAM中。啟動(dòng)測(cè)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(dá)基帶處理板解調(diào),最后測(cè)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(duì)通信設(shè)備測(cè)試的要求和無線信道自身的特點(diǎn),完成了對(duì)無線信道仿真器系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的吸收和修改。 其次,針對(duì)FPGA內(nèi)部資源結(jié)構(gòu),研究了信道仿真器FPGA實(shí)現(xiàn)過程中的困難和資源的消耗,進(jìn)行了模塊劃分。主要完成了時(shí)延模塊、瑞利衰落模塊、背板接口模塊等的RTL級(jí)代碼的開發(fā)、仿真、綜合和板上調(diào)試;完成了FPGA和后臺(tái)軟件的聯(lián)合調(diào)試;完成了兩天線到四天線的改版工作,使FPGA內(nèi)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(shè)計(jì)之后,對(duì)無線信道仿真器的測(cè)試根據(jù)3GPP TS 25.141 V6.13.0協(xié)議中的要求進(jìn)行,即在數(shù)據(jù)誤塊率(BLER)一定的情況下,對(duì)不同信道傳播環(huán)境和不同傳輸業(yè)務(wù)下的信噪比(Eb/No)進(jìn)行測(cè)試,單天線和多天線的測(cè)試結(jié)果符合協(xié)議中規(guī)定的信噪比(Eb/No)的要求。

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