專利名稱：用于無(wú)線電信網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)終端仿真器和仿真方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于無(wú)線電信網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)終端仿真器和移動(dòng)終端的仿真方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，無(wú)線電信系統(tǒng)包括網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施和移動(dòng)終端。網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施通常包括一個(gè)或多個(gè)互連的運(yùn)營(yíng)中心和基站(base radio station),被組織為確保地域的給定地區(qū)內(nèi)的覆蓋并且與各個(gè)運(yùn)營(yíng)中心通信。移動(dòng)終端通過(guò)ー個(gè)或多個(gè)基站與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施連接，并且可以包括例如手機(jī)，筆記本電腦或具有射頻鏈路功能掌上型電腦等等。網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施需要測(cè)試以檢測(cè)運(yùn)營(yíng)正確。由于種種原因，對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施或它的一部分進(jìn)行測(cè)試是必須的。例如，在設(shè)計(jì)和實(shí)施階段，當(dāng)基站鏈接到ー個(gè)或多個(gè)終端，有必要檢測(cè)基站的功能，所述基站的行為能夠以仿真故障情況或通信協(xié)議錯(cuò)誤為目的而被 改變。此外，可能有必要在存在由同時(shí)活動(dòng)的多個(gè)用戶終端造成的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的情況下，檢測(cè)基站的期望行為。為此，實(shí)際中，通常用到測(cè)試仿真器，允許仿真到網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的鏈接和一個(gè)或多個(gè)移動(dòng)終端對(duì)所述鏈接的利用。以此種方式，可能受制于網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施或它的一部分設(shè)置運(yùn)行條件并根據(jù)一定的參數(shù)評(píng)估整個(gè)系統(tǒng)的響應(yīng)。在通信系統(tǒng)測(cè)試的設(shè)計(jì)和實(shí)施中，ー個(gè)基本的但同時(shí)非常有問(wèn)題的方面是精確地對(duì)發(fā)射信道進(jìn)行建模的可能性，即正確地考慮到影響發(fā)射點(diǎn)和接收點(diǎn)之間的信號(hào)的發(fā)射介質(zhì)和現(xiàn)象(phenomena)的影響。移動(dòng)無(wú)線通信系統(tǒng)的ー個(gè)主要的問(wèn)題來(lái)自于移動(dòng)終端通常是移動(dòng)的，因此無(wú)線信道的性能快速變化的事實(shí)。事實(shí)上，無(wú)線信道的脈沖和衰減響應(yīng)特性甚至可以每秒改變成千上萬(wàn)次，在相位和幅度上都具有廣_的變化。無(wú)線信道的特性性能和它的轉(zhuǎn)換函數(shù)轉(zhuǎn)換函數(shù)(transfer function),以相位和幅度時(shí)間按照作為時(shí)間的函數(shù)而變化為特征，決定于兩種現(xiàn)象的結(jié)合。第一個(gè)現(xiàn)象關(guān)系到多徑衰落，或者更精確的說(shuō)與如下事實(shí)相關(guān)聯(lián)，即移動(dòng)終端直接既接收和經(jīng)反射接收來(lái)自從基站直接的信號(hào)和經(jīng)過(guò)反射發(fā)射來(lái)的信號(hào)，因此該信號(hào)具有不同相位關(guān)系。第二個(gè)現(xiàn)象關(guān)系到多普勒效應(yīng)，它發(fā)生在當(dāng)移動(dòng)終端相對(duì)于基站是處于運(yùn)動(dòng)中時(shí)。無(wú)線信道的干擾被添加到有效信號(hào)中，該有效信號(hào)代表發(fā)射的符號(hào)的序列，因此使得解碼接收到的消息更加困難，伴有引入錯(cuò)誤的可能性，并因此使數(shù)據(jù)塊的接收無(wú)效。為檢測(cè)無(wú)線信道的效果，利用信道仿真器處理移動(dòng)終端仿真器產(chǎn)生的測(cè)試序列。為此，信道仿真器使用參考模型以應(yīng)用由于最常見(jiàn)的現(xiàn)象導(dǎo)致的效果，例如，諸如由于同樣的反射信號(hào)的加入以及源于多徑衰落的信號(hào)的干擾，在時(shí)域和頻域的選擇性衰減。目前所用的無(wú)線信道仿真裝置有一輸入端和ー個(gè)輸出端，并且具有ー轉(zhuǎn)換函數(shù)，該轉(zhuǎn)換函數(shù)類似于真實(shí)的發(fā)射信道的轉(zhuǎn)換函數(shù)。移動(dòng)終端(或移動(dòng)終端仿真器)連接到第一端ロ，基站通過(guò)適當(dāng)?shù)纳漕l鏈路連接到第二端ロ。公知的無(wú)線信道仿真器裝置的ー個(gè)重要的局限在于一次可能只仿真ー個(gè)無(wú)線信道的可能性。相反的，在真實(shí)使用環(huán)境下的通信網(wǎng)絡(luò)，具有不同運(yùn)動(dòng)配置的一些移動(dòng)終端能夠同時(shí)連接到同一個(gè)基站。由于調(diào)制方法和無(wú)線資源管理導(dǎo)致的電信網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性，使得利用OFDM調(diào)制需要基于對(duì)具有多個(gè)互相獨(dú)立的移動(dòng)終端的無(wú)線環(huán)境的仿真的核查和驗(yàn)證技術(shù)。一個(gè)基站的最重要的功能越來(lái)越多的在于無(wú)線資源管理，即可用帶寬的利用率的優(yōu)化能力，最小化干擾和重傳請(qǐng)求，并最大化多個(gè)終端的可運(yùn)行性能。最緊急的情況出現(xiàn)在當(dāng)用戶分布在小區(qū)(cell)覆蓋的區(qū)域內(nèi)部和尤其是在所謂的小區(qū)邊境區(qū)域和相鄰小區(qū)之間的邊界區(qū)域吋。這些情況都需要在真實(shí)情況下進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)試，這種真實(shí)情況不能使用用于整個(gè)終端群的唯一的常規(guī)信道仿真器而創(chuàng)建
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供使所描述的局限被克服的用于頻分多址接入無(wú)線電信網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)終端仿真器和頻分多址接入無(wú)線電信網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)終端的仿真方法。根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于頻分多址接入無(wú)線電信網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)終端仿真器，包括仿真引擎，用于根據(jù)通信標(biāo)準(zhǔn)提供比特流；轉(zhuǎn)換平臺(tái)(stage)，用于將所述比特流轉(zhuǎn)換成頻域內(nèi)的基帶信號(hào)；映射和變換平臺(tái)，用于在時(shí)域內(nèi)產(chǎn)生發(fā)射采樣流(transmission samplestream)，所述發(fā)射采樣流作為所述基帶信號(hào)的函數(shù)；和發(fā)射模塊，通過(guò)通信端ロ與無(wú)線電信網(wǎng)絡(luò)的基站連接，且用于發(fā)射所述時(shí)域內(nèi)的所述發(fā)射采樣流到所述基站；特征在于所述發(fā)射信道仿真器模塊連接于所述轉(zhuǎn)換平臺(tái)和所述映射和變換平臺(tái)之間，并且構(gòu)造用以在所述頻域內(nèi)處理基帶信號(hào)和提供修正的基帶信號(hào)以仿真所述通信端ロ和所述基站間的發(fā)射信道的效果。根據(jù)本發(fā)明的另ー個(gè)方面，提供了一種頻分多址接入無(wú)線電信網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)終端的仿真方法，包括根據(jù)通信標(biāo)準(zhǔn)提供比特流；轉(zhuǎn)換時(shí)域內(nèi)的所述比特流為頻域內(nèi)的基帶信號(hào)；變換換所述基帶信號(hào)為所述時(shí)域內(nèi)的發(fā)射采樣流(BST);和通過(guò)通信端ロ發(fā)射所述發(fā)射采樣流到頻分多址接入無(wú)線電信網(wǎng)絡(luò)的基站；特征在于，所述方法包括在頻域內(nèi)處理所述基帶信號(hào)和提供修正后的基帶信號(hào)，該修正后的基帶信號(hào)作為基帶信號(hào)的函數(shù)，以仿真所述通信端口和所述基站間的發(fā)射信道的效果。


將參考附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述，所述附圖示例ー些不具有限制性的實(shí)施例，其中圖I為無(wú)線電信網(wǎng)絡(luò)的簡(jiǎn)化框圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的用于頻分多址接入無(wú)線電信網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)終端仿真器的簡(jiǎn)化方框圖，可用于圖I中的無(wú)線電信網(wǎng)絡(luò)；
圖3為包含在圖2中的仿真器中的第一鏈接裝置的更詳細(xì)的框圖；圖4為圖3中的第一鏈接裝置的一個(gè)部件的更詳細(xì)的框圖；圖5為包含在圖2中的仿真器中的第二鏈接裝置的更詳細(xì)的框圖；圖6為包含在圖2中的仿真器中的第三鏈接裝置的更詳細(xì)的框圖；圖7為根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的用于頻分無(wú)線電信網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)終端仿真器的第一簡(jiǎn)化框圖，可用于圖I中的無(wú)線電信網(wǎng)絡(luò)；和圖8為根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例的用于頻分無(wú)線電信網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)終端仿真器的第二簡(jiǎn)化框圖。
具體實(shí)施例方式圖I以ー種簡(jiǎn)單的方式示出了基于例如0FDM(正交頻分復(fù)用)或SC-FDMA(單載波-頻分多址)技術(shù)的頻分多址接入無(wú)線電信網(wǎng)絡(luò)，作為ー個(gè)整體表示為參考數(shù)字1，其包括網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)2，多個(gè)基站3和多個(gè)移動(dòng)終端4。這里和此后，術(shù)語(yǔ)“無(wú)線電信系統(tǒng)”意圖于表示為ー電信系統(tǒng)，其中至少有由射頻鏈接的移動(dòng)終端和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的連接。在這里描述的實(shí)例，移動(dòng)終端4所連接的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施定義為永久連接的網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)2和基站3。特別的，移動(dòng)終端4能夠通過(guò)基站3之ー激活ー個(gè)鏈接，所述基站被選擇以根據(jù)實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)定義的方法優(yōu)化信號(hào)發(fā)射和接收。圖I還示出了信道仿真器5，連接于基站3之一的ー邊，用于實(shí)施電信系統(tǒng)I或其一部分的功能測(cè)試。特別的，信道仿真器5允許在多個(gè)不同條件下，多個(gè)移動(dòng)終端群的仿真和對(duì)于所述移動(dòng)終端群中的每個(gè)成員的通信信道引起的干擾的仿真。如圖2所示，信道仿真器5包括多個(gè)仿真引擎7，上行設(shè)備8，下行設(shè)備9和通信端
n 10。上行設(shè)備8的結(jié)構(gòu)更詳細(xì)的示例于圖3。特別的，上行設(shè)備8包括多個(gè)并行處理分支11，映射和變換平臺(tái)12和發(fā)射器模塊13。仿真引擎7通過(guò)通信標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議堆(protocol stacks)的實(shí)施仿真移動(dòng)終端的行為。仿真引擎7也用于執(zhí)行移動(dòng)終端的典型功能，諸如，例如，短信記錄，打電話和數(shù)據(jù)發(fā)射。每ー個(gè)仿真引擎7提供各自的比特流BS1,...，BSM，比特流包括根據(jù)執(zhí)行的通信標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)序列和控制序列。并行處理分支11連接各自的仿真引擎7，且每ー個(gè)并行處理分支包括串行/并行轉(zhuǎn)換器15，符號(hào)生成模塊16，離散傅立葉變換模塊或DFT模塊17和信道仿真模塊18。根據(jù)采用的調(diào)制方案(例如，BPSK, 16QAM或64QAM)，每個(gè)并行處理分支11的串行/并行轉(zhuǎn)換器15接收各自的比特流BS1, . . .，BSm到輸入端，并每K個(gè)比特長(zhǎng)度形成字。所述字被發(fā)射到符號(hào)生成模塊16,以公知方式執(zhí)行群映射(constellation mapping)(PSK或QAM),并以這種方式生成調(diào)制好的比特流的復(fù)合的采樣代表(complex samplesrepresentative)。實(shí)踐中，2K復(fù)合點(diǎn)(符號(hào))的群，用來(lái)表示在發(fā)射基站3a分配的子載波之一上發(fā)射K比特到給定的移動(dòng)終端，每個(gè)復(fù)合點(diǎn)具有幅度和相位(或以等效的方式，實(shí)部和虛部)。K比特的具體組合與每ー對(duì)幅度-相位(或?qū)嵅?虛部)有夫。比特流通過(guò)對(duì)應(yīng)于群的各自的符號(hào)的幅度-相位(或?qū)嵅?虛部)值對(duì)的序列編碼。每ー分配的子載波在ー時(shí)間間隔內(nèi)根據(jù)發(fā)射的K比特的序列的相關(guān)的符號(hào)以幅度和相位調(diào)制。
因此符號(hào)生成模塊16的輸出與通過(guò)仿真引擎7仿真的每ー個(gè)移動(dòng)終端以基帶定義頻譜內(nèi)容。接下來(lái)，由符號(hào)生成模塊16提供的復(fù)合采樣將被指示為IQ采樣。因此符號(hào)生成模塊16提供各自的采樣序列IQ1,...，IQM，所述仿真引擎7提供的比特流BS1,.. . ,BSm使用所述采樣序列編碼。特別的，采樣IQ1,...，IQm是各個(gè)比特流BS1,... ,BSm的部分的基帶表示。DFT模塊17 (只在SC-FDMA調(diào)制的情況下需要)計(jì)算采樣IQ1，… ，IQm的離散傅立葉變換。實(shí)踐中，DFT模塊17的輸出為分配給移動(dòng)終端的帶，或在此情況中為分配給連接的仿真引擎7的帶提供各自的基帶信號(hào)SBB1,. . .，SBBm(例如，通常的基帶信號(hào)SBB1)。DFT模塊17具有降低峰值-均值功率比(PAPR)的效果。姆ー個(gè)基帶信號(hào)SBB1, . . . , SBBm表不在一定時(shí)間間隔內(nèi)，與所分配的子載波相關(guān)的幅度和相位。在OFDM調(diào)制情況中，DFT模塊17不存在，基帶信號(hào)SBB1, , SBBm直接由采樣 IQi， ，IQm 表^。因此，下面術(shù)語(yǔ)“基帶信號(hào)SBB1,. . .，SBB/意圖于作為在SC-FDMA調(diào)制情況下DFT模塊17修正的IQ采樣和OFDM調(diào)制情況下的IQ采樣。實(shí)際中，在姆ー個(gè)并行處理分支11中，串行/并行轉(zhuǎn)換器15,符號(hào)生成模塊16和(在SC-FDMA調(diào)制的情況下)DFT模塊17形成轉(zhuǎn)換平臺(tái)，變換各自的比特流BS1,. . .，BSm為頻域內(nèi)相應(yīng)的基帶信號(hào)SBB1, , SBBm。信道仿真模塊18基于各自環(huán)境中的信道模塊。各個(gè)并行處理分支11的信道仿真模塊18實(shí)施不同信道的各自的條件，根據(jù)采樣情況數(shù)(例如，在封閉環(huán)境中固定位置移動(dòng)終端的使用，在封閉或開(kāi)放環(huán)境中徒步運(yùn)動(dòng)，在緩慢和不規(guī)則移動(dòng)的交通工具上，在快速和大幅度穩(wěn)步高速運(yùn)輸工具上等)。為進(jìn)ー步解釋，信道仿真模塊18在各自的基帶信號(hào)SBBI運(yùn)行以仿真基站和在一定條件下連接該基站的移動(dòng)終端之間的通信信道的效果。信道仿真模塊18提供各自修正的基帶信號(hào)SBB/，, SBB/。映射和變換平臺(tái)模塊12包括映射模塊20，傅立葉逆變換模塊或IFFF模塊21，編碼模塊22和并行/串行轉(zhuǎn)換器23。 映射模塊20接收并行處理分支11的信道仿真模塊18的輸出，并執(zhí)行輸入中的修正的基帶信號(hào)SBB/，, SBB/的映射，分配子載波給修正的基帶信號(hào)中的每ー個(gè)以用于調(diào)制。映射模塊20的輸入和輸出間的對(duì)應(yīng)規(guī)則由基站3的無(wú)線資源管理器設(shè)置，基站選擇每ー個(gè)頻帶和子載波將在每ー時(shí)間間隔使用的移動(dòng)終端并與之通信。在實(shí)踐中，映射模塊20像由基站3提供的設(shè)置控制的復(fù)用器ー樣工作。映射模塊20輸出(因此也是IFFT模塊21的輸入)的翻譯等效于分配給移動(dòng)終端(仿真引擎7仿真的)的頻帶的頻率翻譯。IFFT模塊21執(zhí)行傅立葉逆變換和頻域到時(shí)域的轉(zhuǎn)換。編碼模塊22為最大限度的減少符號(hào)間干擾的目的，引入信號(hào)的循環(huán)前綴。串行/并行轉(zhuǎn)換器23轉(zhuǎn)換從編碼模塊22接收到的信號(hào)為發(fā)射采樣流BST，該發(fā)射采樣流被供給發(fā)射器模塊13。發(fā)射器模塊13通過(guò)通信端ロ 10連接到基站3，執(zhí)行數(shù)-模轉(zhuǎn)換、過(guò)濾操作和串行/并行轉(zhuǎn)換器23提供的信號(hào)的基站利用的頻帶的轉(zhuǎn)換。在一實(shí)施例中，通信端ロ 10為能夠線連接至基站3的連接器。可替換地，基站3的鏈接可以是無(wú)線的。在這種情況下，通信端ロ 10包括天線?；?的鏈接也能夠在基帶中直接作用，沒(méi)必要作頻率轉(zhuǎn)換。圖4示出了一個(gè)并行處理分支11的信道仿真模塊18的結(jié)構(gòu)?？梢岳斫獾氖瞧渌⑿刑幚矸种?1的信道仿真模塊18具有同一結(jié)構(gòu)，且能夠通過(guò)使用的通信信道模型來(lái)區(qū)分。信道仿真模塊18包括信道濾波器25，乘法器節(jié)點(diǎn)26，復(fù)合噪聲發(fā)生器27和加法器節(jié)點(diǎn)28。信道濾波器25，通過(guò)由ー個(gè)隨時(shí)間變化的系數(shù)集(例如，増益，極點(diǎn)和零點(diǎn))所確定的時(shí)變轉(zhuǎn)換函數(shù)實(shí)現(xiàn)ー種通信信道的模型。例如，轉(zhuǎn)換函數(shù)被特征化，以模擬一個(gè)封閉的環(huán)境中在固定位置的移動(dòng)終端的應(yīng)用、一個(gè)封閉或開(kāi)放的環(huán)境中徒步運(yùn)動(dòng)的移動(dòng)終端的應(yīng)用、在緩慢和不規(guī)則移動(dòng)的運(yùn)輸工具上的移動(dòng)終端的應(yīng)用、在快速和大幅度穩(wěn)步高速運(yùn)輸工具上的移動(dòng)終端的應(yīng)用，等等。在一實(shí)施例中，信道濾波器25可以通過(guò)編程來(lái)實(shí)現(xiàn)各種 轉(zhuǎn)換函數(shù)，每個(gè)函數(shù)對(duì)應(yīng)ー個(gè)相應(yīng)類型的信道。在這種情況下，信道濾波器25配備了一存儲(chǔ)元件，其中存儲(chǔ)了各套系數(shù)，這些系數(shù)用于確定相應(yīng)的轉(zhuǎn)換函數(shù)，并且每一次根據(jù)要執(zhí)行的測(cè)試選擇這些系數(shù)。乘法器節(jié)點(diǎn)26從信道仿真模塊18的處理模塊的上游接收用于已分配子載波的相應(yīng)的基帶信號(hào)SBB1，此外，接收定義信道濾波器25的轉(zhuǎn)換函數(shù)的系數(shù)。用于已分配子載波的基帶信號(hào)SBB1和轉(zhuǎn)換函數(shù)相乘，這相當(dāng)于是在時(shí)域進(jìn)行卷積計(jì)算。復(fù)合噪聲發(fā)生器27包括第一和第二隨機(jī)數(shù)發(fā)生器30和31，和濾波器32。第一和第二隨機(jī)數(shù)發(fā)生器30和31以獨(dú)立的方式分別為噪聲的實(shí)部和虛部提供隨機(jī)數(shù)。濾波器32用于在頻域與隨機(jī)數(shù)發(fā)生器30和31的輸出進(jìn)行卷積(第一和第二乘法器節(jié)點(diǎn)33和34)，并考慮了噪聲的頻譜密度在整個(gè)域不能被視為完全統(tǒng)ー的事實(shí)。噪聲的實(shí)部和虛部然后通過(guò)加法器節(jié)點(diǎn)35相加。加法器節(jié)點(diǎn)28通過(guò)相加結(jié)合了基帶信號(hào)和復(fù)合噪聲發(fā)生器27提供的噪聲。然后，在考慮了通信信道對(duì)來(lái)自于移動(dòng)終端(在這種情況下，來(lái)自于移動(dòng)終端仿真器6)信號(hào)的影響的情況下，加法器節(jié)點(diǎn)輸出提供了頻域內(nèi)的一個(gè)基帶信號(hào)。如圖5所示的下行設(shè)備9大致對(duì)稱于上行設(shè)備8。在描述的實(shí)施例中，下行設(shè)備9包括接收器模塊40，通過(guò)通信端ロ 10接收來(lái)自基站3的信號(hào)，并在時(shí)域內(nèi)形成采樣序列串行/并行轉(zhuǎn)換器41，F(xiàn)FT模塊42，解映射模塊43和多個(gè)并行處理分支45，每ー個(gè)并行處理分支連接到各自的仿真引擎7。串行/并行轉(zhuǎn)換器41，F(xiàn)FT模塊42和解映射模塊43形成轉(zhuǎn)換和解映射平臺(tái)44。接收器模塊40執(zhí)行射頻到基帶的轉(zhuǎn)換，和將接收到的信號(hào)進(jìn)行模-數(shù)轉(zhuǎn)換。被接收器模塊40處理的采樣流發(fā)射給串行/并行轉(zhuǎn)換器41，串行/并行轉(zhuǎn)換器41移除循環(huán)前綴并發(fā)射給FFT模塊42。根據(jù)基站3設(shè)置的分配，解映射模塊43接收FFT模塊42的輸出，并提供基帶信號(hào)SBBk給并行處理分支45。并行處理分支45連接各自的仿真弓I擎7，并且每個(gè)并行處理分支45包含從解映射模塊43接收各自的符號(hào)序列的信道仿真模塊46，DFT模塊47，解調(diào)制器48和并行/串行轉(zhuǎn)換器49。
在每ー并行處理分支45中，信道仿真模塊46具有與上行設(shè)備8的信道仿真模塊18實(shí)際上相同的結(jié)構(gòu)和同樣的工作方式。并行/串行轉(zhuǎn)換器49將解調(diào)的采樣信號(hào)轉(zhuǎn)換成比特序列，發(fā)射給各自的仿真引擎7。具體的，如圖6,姆一信道仿真模塊46包括信道濾波器50, —乘法器節(jié)點(diǎn)51,復(fù)合噪聲發(fā)生器52和加法器節(jié)點(diǎn)53。信道濾波器50通過(guò)由ー個(gè)隨時(shí)間變化的系數(shù)集(例如，増益，極點(diǎn)和零點(diǎn))所確定的時(shí)變轉(zhuǎn)換函數(shù)實(shí)現(xiàn)ー種通信信道的模型。乘法器節(jié)點(diǎn)51接收來(lái)自解映射模塊43相應(yīng)的基帶信號(hào)SBBk,該信號(hào)用于已分配的子載波，此外，接收定義信道濾波器50的轉(zhuǎn)換函數(shù)的系數(shù)組。用于已分配的子載波的基帶信號(hào)和轉(zhuǎn)換函數(shù)相乘，這相當(dāng)于是在時(shí)域進(jìn)行卷積計(jì)算。復(fù)合噪聲發(fā)生器52包括第一和第二隨機(jī)數(shù)發(fā)生器55和56，以及過(guò)濾 器57。第一和第二隨機(jī)數(shù)發(fā)生器55和56以獨(dú)立的方式，分別為噪聲的實(shí)部和虛部提供隨機(jī)數(shù)。濾波器57用于在頻域與隨機(jī)數(shù)發(fā)生器55和56的輸出進(jìn)行卷積(第一和第二乘法器節(jié)點(diǎn)58和59)，并且考慮了噪聲的頻譜密度在整個(gè)域不能被視為完全統(tǒng)ー的事實(shí)。噪聲的實(shí)部和虛部然后通過(guò)加法器節(jié)點(diǎn)60相加。加法器節(jié)點(diǎn)53通過(guò)加法結(jié)合基帶信號(hào)SBBk和復(fù)合噪聲發(fā)生器27提供的噪聲。然后考慮了通信信道對(duì)來(lái)自基站3的信號(hào)的影響，加法器節(jié)點(diǎn)的輸出提供了頻域內(nèi)修正的基帶信號(hào)SBB/。根據(jù)基站3分配給各仿真引擎I仿真的移動(dòng)終端的一個(gè)或多個(gè)子載波，每個(gè)并行處理分支11中的信道仿真模塊18的使用使其可以工作在窄帶上。進(jìn)ー步的，通過(guò)信道濾波器25的轉(zhuǎn)換函數(shù)和用于已分配子載波的基帶信號(hào)的相乘，通信信道的效果能直接于頻域中確定。頻域的相乘相當(dāng)于時(shí)域的卷積運(yùn)算，但是需要少得多的運(yùn)行功耗。相互的，通過(guò)利用信道仿真器模塊46，在接收端能獲得同樣的效果。因此，通過(guò)時(shí)變轉(zhuǎn)換函數(shù)在多個(gè)實(shí)際環(huán)境中同時(shí)仿真通信信道的效果是可能的。因?yàn)橛?jì)算的負(fù)載不高，仿真需要適當(dāng)?shù)馁Y源利用，一方面是由于與單個(gè)子載波相關(guān)的有限的帶寬，另一方面是因?yàn)槔贸朔ㄟ\(yùn)算來(lái)確定頻域的卷積。來(lái)自相鄰小區(qū)的串?dāng)_效應(yīng)或接收機(jī)本身的噪聲可以通過(guò)選擇性地加入白噪聲到來(lái)自于每個(gè)仿真引擎7的信號(hào)來(lái)進(jìn)行仿真。附加的白噪聲的引入在頻域內(nèi)的基帶信號(hào)上實(shí)施。根據(jù)如圖7所示的實(shí)施例，其中與已經(jīng)描述的那些相同的部件使用相同的附圖標(biāo)記表示，MIMO( “多輸入多輸出”)型信道仿真器100包括多個(gè)仿真引擎7，多個(gè)并行處理分支111，每ー個(gè)并行處理分支111連接到各自的仿真引擎7，兩個(gè)映射和發(fā)射平臺(tái)(transformation stages) 12,兩個(gè)發(fā)射器模塊13和兩個(gè)通信端ロ 10。仿真引擎7和各自的并行處理分支111成對(duì)關(guān)聯(lián)，根據(jù)基站分配的子載波和基帶共享相同的資源。每對(duì)仿真引擎7和各自關(guān)聯(lián)的并行處理分支111形成仿真單元101。具體的，每個(gè)并行處理分支111包括各自的串行/井行轉(zhuǎn)換器15，各自的符號(hào)生成模塊16和各自的已描述類型的DFT模塊17。在一個(gè)實(shí)施例中，每ー仿真單元101包括MMO預(yù)編碼矩陣102，接收各個(gè)并行處理分支111的輸出，并處理它們以優(yōu)化發(fā)射。具體地，仿真單元101具有分別的第一和第二輸出，第一和第二輸出分別由MIMO預(yù)編碼矩陣102的第一和第二輸出定義，并提供分別的基帶信號(hào) SBB1, ，SBBm。進(jìn)ー步地，四個(gè)參考圖4描述的類型的獨(dú)立的信道仿真器模塊118a，118b，118cand 118d關(guān)聯(lián)每個(gè)仿真単元101。通常，如果存在K個(gè)通信端ロ，仿真模塊的數(shù)量為2k。為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，下面只涉及單個(gè)仿真単元101。然而，可以理解的是，所描述的內(nèi)容也適用于所有的其他仿真單元101，除非另 有規(guī)定。預(yù)編碼矩陣102的第一輸出連接到信道仿真器模塊118a和118c，而第二輸出連接到信道仿真器模塊118b和118d。信道仿真器模塊118a和118b的輸出由加法器節(jié)點(diǎn)120相加，信道仿真器模塊118c andll8d的輸出由加法器節(jié)點(diǎn)121相加。加法器節(jié)點(diǎn)120和121的輸出提供各自修正后的基帶信號(hào)SBB/，...，SBBM’，這些基帶信號(hào)并行輸出給兩個(gè)映射和發(fā)射平臺(tái)12。在實(shí)踐中，以這種方式，沿著路徑的通信信道的影響被單獨(dú)考慮，該路徑為信道仿真器100的兩個(gè)通信端ロ 10的每ー個(gè)和與信道仿真器100連接的基站3的兩個(gè)相應(yīng)的輸入端ロ之間的路徑(實(shí)際上是4個(gè)路徑)。每個(gè)仿真単元101的兩條線路的彼此的貢獻(xiàn)通過(guò)相加而結(jié)合。映射和發(fā)射平臺(tái)12具有與圖3中已經(jīng)描述的同樣的結(jié)構(gòu)，且具體地，每個(gè)包括各自的映射模塊20，逆變換模塊或IFFT模塊21，編碼模塊22和并行/串行轉(zhuǎn)換器23的實(shí)例。兩個(gè)并行/串行轉(zhuǎn)換器23產(chǎn)生的發(fā)射采樣流B ST1和BST2輸出給各自的發(fā)射器模塊13，每個(gè)發(fā)射器模塊13通過(guò)各自的通信端ロ 10與基站3相連。如圖3中的情況，發(fā)射器模塊13執(zhí)行數(shù)-模轉(zhuǎn)換，濾波操作和模擬信號(hào)到基站3所用的頻帶的轉(zhuǎn)換。最后，發(fā)射采樣流BSTl和BST2通過(guò)發(fā)射器模塊13單獨(dú)地并且同時(shí)發(fā)射給基站3。圖8概要地示出了圖7中的MMO信道仿真器100上的接收系統(tǒng)。接收系統(tǒng)包括兩個(gè)接收器模塊40，這兩個(gè)接收器模塊40與各自的通信端ロ 10相連接，兩個(gè)轉(zhuǎn)換和解映射平臺(tái)144，和并行處理分支147，每個(gè)并行處理分支147與各自的仿真引擎7連接。仿真引擎7和各自的并行處理分支147成對(duì)關(guān)聯(lián)，井根據(jù)基站分配的子載波和基帶共享相同的資源。每對(duì)仿真引擎7和各自關(guān)聯(lián)的并行處理分支147形成仿真單元150，每個(gè)仿真單元也包括各自的均衡平臺(tái)151。進(jìn)ー步的，四個(gè)參考圖6所描述類型的獨(dú)立的仿真模塊145a，145b，145c和145d與每ー個(gè)仿真單元147相關(guān)聯(lián)(一般來(lái)說(shuō)，有2k個(gè)仿真模塊，其中K為通信端ロ 10的數(shù)量)。 每個(gè)轉(zhuǎn)換和解映射平臺(tái)144包括串行/并行轉(zhuǎn)換器41，F(xiàn)FT模塊42和解映射模塊43。接收器模塊40執(zhí)行射頻到基帶的轉(zhuǎn)換并將經(jīng)過(guò)各自的通信端ロ 10接收到的信號(hào)進(jìn)行摸-數(shù)轉(zhuǎn)換。接收器模塊40處理的采樣流發(fā)射給各自的串行/并行轉(zhuǎn)換器41，串行/并行轉(zhuǎn)換器41移除循環(huán)前綴并輸出給相應(yīng)的FFT模塊42。根據(jù)基站3設(shè)置的分配，在輸出給并行處理分支145前，解映射模塊43接收各自的FFT模塊42的輸出，并提供頻域內(nèi)的基帶信號(hào)，該基帶信號(hào)由信道仿真器模塊145a-145d處理并結(jié)合。
為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，下面只涉及單個(gè)仿真単元150。然而，可以理解的是，所描述的內(nèi)容也適用于所有的其他仿真單元150，除非另有規(guī)定。與仿真單兀150相關(guān)聯(lián)的信道仿真器模塊145a和145c接收來(lái)自第一個(gè)解映射模塊43的相同的輸出，同時(shí)信道仿真器模塊145b和145d接收來(lái)自第二個(gè)解映射模塊43的相同的輸出。信道仿真器模塊145a和145b的輸出由加法器節(jié)點(diǎn)155相加,信道仿真器模塊145c和145d的輸出由加法器節(jié)點(diǎn)156相加。加法器節(jié)點(diǎn)155和156的輸出并行輸出給同一仿真單元150的各自的輸入端。在實(shí)踐中，以這種方式，沿著路徑的通信信道的影響被単獨(dú)考慮，該路徑為信道仿真器100的兩個(gè)通信端ロ 10的每ー個(gè)和與信道仿真器100連接的基站3的相應(yīng)的兩個(gè)輸入端ロ之間的路徑(實(shí)際上是4個(gè)路徑)。每個(gè)仿真単元101的兩條線路的彼此的貢獻(xiàn)通過(guò)加法結(jié)合。如已提到的，每個(gè)仿真単元150包括均衡平臺(tái)151和兩個(gè)并行處理分支147。均衡平臺(tái)151的輸入定義了相應(yīng)的仿真單元150的輸入。均衡平臺(tái)151也具有連接到各自的仿真単元150所屬的并行處理分支147的輸出端。
每ー個(gè)并行處理分支147包括IDFT模塊47，解調(diào)器48和并行/串行轉(zhuǎn)換器49，如圖5中已描述的。已描述的內(nèi)容也適用于具有兩個(gè)以上(例如四個(gè))發(fā)射路徑的MMO系統(tǒng)的情況。最后，應(yīng)當(dāng)清楚的是，可對(duì)移動(dòng)終端仿真器作一些變化或修改而不脫離本發(fā)明的范圍，如附加的權(quán)利要求書(shū)所定義的。
權(quán)利要求
1.一種用于頻分多址接入無(wú)線電信網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)終端仿真器，包括 仿真引擎(7)，用于根據(jù)通信標(biāo)準(zhǔn)提供比特流(BS1, ，BSm)； 轉(zhuǎn)換平臺(tái)(15，16和17)，用于將所述比特流(BS1, BSm)轉(zhuǎn)換成頻域內(nèi)的基帶信號(hào)(SBB1, ，SBBm)； 映射和變換平臺(tái)(12)，用于生成時(shí)域內(nèi)的發(fā)射采樣流(BST)，所述發(fā)射采樣流作為所述基帶信號(hào)(SBB1, , SBBm)的函數(shù)；和 發(fā)射模塊(13)，通過(guò)通信端ロ(10)與無(wú)線電信網(wǎng)絡(luò)⑴的基站(3)連接，且用于發(fā)射所述時(shí)域內(nèi)的發(fā)射采樣流(BST)到所述基站(3)； 其特征在于，發(fā)射信道仿真器模塊(18 ；118a-d)連接在所述轉(zhuǎn)換平臺(tái)(15，16和17)和所述映射和變換平臺(tái)(12)之間，并且構(gòu)造用以處理頻域內(nèi)的所述基帶信號(hào)(SBB1, ...，SBBm)，和提供修正的基帶信號(hào)(SBBパ，,SBBm，)，以仿真所述通信端ロ (10)和所述基站(3)之間的發(fā)射信道的效果。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的仿真器，其中，所述發(fā)射信道仿真器模塊(18；118a-d)構(gòu)造用以應(yīng)用信道轉(zhuǎn)換函數(shù)到所述基帶信號(hào)(SBB1,. . .，SBBm)，所述信道轉(zhuǎn)換函數(shù)代表所述通信端ロ(10)和所述基站(3)之間的發(fā)射信道效果。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的仿真器，其中，所述發(fā)射信道仿真器模塊(18；118a-d)被構(gòu)造用以使所述基帶信號(hào)(SBB1, SBBm)在頻域內(nèi)乘以所述信道轉(zhuǎn)換函數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的仿真器，其中，所述發(fā)射信道仿真器模塊(18；118a-d)構(gòu)造用以施加附加噪聲。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的仿真器，其中，所述發(fā)射信道仿真器模塊(18;118a-d)包括復(fù)合噪聲生成器(27)和加法器節(jié)點(diǎn)(28)，所述加法器節(jié)點(diǎn)用于將所述復(fù)合噪聲生成器(27)提供的所述附加噪聲加到所述基帶信號(hào)(SBB1, SBBm)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的仿真器，其中，所述復(fù)合噪聲生成器(27)包括第一和第二隨機(jī)數(shù)生成器(30和31)和濾波器(32)，所述濾波器被應(yīng)用連接兩個(gè)所述隨機(jī)數(shù)生成器(30和31)的輸出端。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的仿真器，包括 多個(gè)仿真引擎(7)，用于根據(jù)所述通信標(biāo)準(zhǔn)提供各自獨(dú)立的比特流(BS1, . . .，BSm);和 多個(gè)在發(fā)射中的并行處理分支(11 ;111)，每ー個(gè)所述并行處理分支連接到各自的仿真引擎(7)，以用于接收各自的比特流(BS1,...，BSm)； 其中，每個(gè)在發(fā)射中的并行處理分支(11 ;111)包括 各自的轉(zhuǎn)換平臺(tái)(15，16和17)，連接到各自的仿真引擎(7)，以接收各自的比特流(BS1, , BSm)，并用于將時(shí)域內(nèi)的所述各自的比特流(BS1, , BSm)轉(zhuǎn)換成頻域內(nèi)的各自的基帶信號(hào)(SBB1, , SBBm);和 各自的發(fā)射信道仿真器模塊(18 ;118a-d)，連接在所述各自的轉(zhuǎn)換平臺(tái)(15，16和17)和所述映射和變換平臺(tái)(12)之間，用于處理頻域內(nèi)的所述各自的基帶信號(hào)(SBB1, ...，SBBm)和提供各自的修正后的基帶信號(hào)(SBB1VuJBB/)給所述映射和變換平臺(tái)(12)以仿真所述仿真引擎(7)和所述基站(3)之間的各自的發(fā)射信道的效果。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的仿真器，包括多個(gè)映射和變換平臺(tái)(12)和多個(gè)發(fā)射模塊(13)；其中仿真引擎(7)和各自的發(fā)射并行處理分支(111)的組構(gòu)成發(fā)射仿真単元(101)； 每個(gè)發(fā)射仿真單元(101)包括各自的MMO預(yù)編碼矩陣(102)，所述各自的MMO預(yù)編碼矩陣具有和所述仿真単元(101)中的發(fā)射并行處理分支(111)的數(shù)量相同數(shù)量的輸出端；和 各自的接收信道仿真器模塊(118a-d)，布置于每個(gè)所述MIMO預(yù)編碼矩陣(102)的每個(gè)輸出端和每個(gè)映射和變換平臺(tái)(12)之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的仿真器，其中，加法器節(jié)點(diǎn)(120和121)與每個(gè)發(fā)射仿真單元(101)相連，用于將連接到所述各自的MMO預(yù)編碼矩陣(102)的不同的輸出端的所述接收信道仿真器模塊(118a_d)的輸出端相加。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的仿真器，其中，連接到同一個(gè)MIMO預(yù)編碼矩陣(102)的輸出端的所述接收信道仿真器模塊(118a-d)的輸出端連接不同的加法器節(jié)點(diǎn)(120和121)。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的仿真器，其中，所述加法器節(jié)點(diǎn)(120和121)用于將各自的輸出端并行地饋送給給每個(gè)映射和變換平臺(tái)(12)。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的仿真器，其中，所述映射和變換平臺(tái)(12)包括映射模塊(20)，所述映射模塊(20)連接到所述信道仿真器模塊(18)以接收所述修正后的基帶信號(hào)(SBB1' , SBB/ )，并且用于實(shí)施所述修正后的基帶信號(hào)(SBB1' , SBB/ )的映射，分配至少ー個(gè)各自的子載波給每個(gè)修正后的基帶信號(hào)(SBB/，, SBB/ )。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的仿真器，其中，所述映射和變換平臺(tái)(12)包括 逆變換模塊(21)，連接所述映射模塊(20)，用于執(zhí)行對(duì)所述修正后的基帶信號(hào)(SBB1’，...，SBB/ )的逆變換； 編碼模塊(22)，用于引入循環(huán)前綴到從所述逆變換模塊(21)接收到的信號(hào)；和 串行/井行轉(zhuǎn)換器(23)，用于轉(zhuǎn)換從所述編碼模塊(22)接收到的在所述發(fā)射采樣流(BST)中的信號(hào)，并將所述發(fā)射采樣流(BST)饋送到所述發(fā)射模塊(13)。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述的仿真器，包括 接收器模塊(40)，與無(wú)線電信網(wǎng)絡(luò)(I)的基站(3)連接，用于接收所述基站(3)發(fā)射的采樣流； 轉(zhuǎn)換和解映射平臺(tái)(44)，用于轉(zhuǎn)換所述接收到的采樣流為頻域內(nèi)的采樣流； 解調(diào)制器(48);和 另一信道仿真器模塊(46)，連接在所述解映射和轉(zhuǎn)換平臺(tái)(41，42和43)和所述解調(diào)制器(48)之間，用于處理頻域內(nèi)的所述采樣流以仿真所述仿真引擎(7)和所述基站(3)之間的發(fā)射信道的效果。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的仿真器，包括多個(gè)接收模塊(13)，多個(gè)轉(zhuǎn)換和解映射平臺(tái)(144)，多個(gè)接收信道仿真器模塊(145a-d)和多個(gè)接收并行處理分支(147)； 其中 仿真引擎(7)和各自的接收并行處理分支(147)的組構(gòu)成接收仿真単元(150)； 每個(gè)接收仿真単元(150)包括各自的均衡平臺(tái)(151)，所述均衡平臺(tái)具有與各自的接收并行處理分支(147)相連的輸出端；和接收信道仿真器模塊(145a-d)，布置于每個(gè)轉(zhuǎn)換和解映射平臺(tái)(144)的每個(gè)輸出端和每個(gè)均衡平臺(tái)(151)的每個(gè)輸入端之間。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的仿真器，其中，接收加法器節(jié)點(diǎn)(155和156)與每個(gè)接收仿真単元(150)相連，用于將連接到不同的轉(zhuǎn)換和解映射平臺(tái)(144)的輸出端的接收信道仿真器模塊(145a_d)的輸出端相加。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的仿真器，其中，所述接收加法器節(jié)點(diǎn)(155和156)用于饋送各自的輸出端給各自的接收并行處理分支(147)。
18.一種頻分多址接入無(wú)線電信網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)終端的仿真方法，包括 根據(jù)通信標(biāo)準(zhǔn)提供比特流(BS1, ，BSm)， 轉(zhuǎn)換時(shí)域內(nèi)的所述比特流(BS1, , BSm)為頻域內(nèi)的基帶信號(hào)(SBB1, , SBBm)； 變換所述基帶信號(hào)(SBB1, , SBBm)為所述時(shí)域內(nèi)的發(fā)射采樣流(B ST);和 通過(guò)通信端ロ(10)發(fā)射所述發(fā)射采樣流(BST)到頻分多址接入無(wú)線電信網(wǎng)絡(luò)(I)的基站(3); 其特征在于，所述方法包括處理頻域內(nèi)的所述基帶信號(hào)(SBB1, ...，SBBm)，和提供一修正后的基帶信號(hào)(SBB/，, SBB/ )，所述修正后的基帶信號(hào)作為基帶信號(hào)(SBB1, ,SBBm)的函數(shù)，以仿真所述通信端ロ(10)和所述基站(3)間的發(fā)射信道的效果。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，處理所述基帶信號(hào)(SBB1,.. . ,SBBm)包括在所述頻域內(nèi)應(yīng)用代表所述仿真引擎(7)和所述基站(3)之間的發(fā)射信道效果的信道轉(zhuǎn)換函數(shù)到所述基帶信號(hào)(SBB1, , SBBm)。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，包括 根據(jù)所述通信標(biāo)準(zhǔn)的提供多個(gè)獨(dú)立的基帶比特流(BS1, BSm);和 并行處理所述基帶比特流(BS1, ，BSm)； 其中并行處理所述基帶比特流(BS1, ，BSm)包括 轉(zhuǎn)換時(shí)域內(nèi)的所述比特流(BS1, ...，BSm)為頻域內(nèi)的各自的基帶信號(hào)(SBB1, ...，SBBm);和 在頻域內(nèi)處理所述基帶信號(hào)(SBB1, , SBBm)，并提供修正后的基帶信號(hào)(SBB/，,SBB/ )以仿真提供各自的基帶比特流(BS1,...，BSm)的多個(gè)仿真引擎(7)的每ー個(gè)和所述基站(3)之間的各個(gè)發(fā)射信道的效果。
全文摘要
用于無(wú)線電信網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)終端仿真器包括仿真引擎(7)，用于根據(jù)通信標(biāo)準(zhǔn)提供比特流(BS1，…，BSM)；轉(zhuǎn)換平臺(tái)(15，16和17)，用于將所述比特流(BS1，…，BSM)轉(zhuǎn)換成頻域內(nèi)的基帶信號(hào)(SBB1，…，SBBM)；映射和變換平臺(tái)(12)，用于生成時(shí)域內(nèi)的發(fā)射采樣流(BST)，所述發(fā)射采樣流作為所述基帶信號(hào)(SBB1，…，SBBM)的函數(shù)；和發(fā)射模塊(13)，通過(guò)通信端口(10)與無(wú)線電信網(wǎng)絡(luò)(1)的基站(3)連接，且用于發(fā)射所述時(shí)域內(nèi)的發(fā)射采樣流(BST)到所述基站(3)；發(fā)射信道仿真器模塊(18；118a-d)連接在所述轉(zhuǎn)換平臺(tái)(15，16和17)和所述映射和變換平臺(tái)(12)之間，并且構(gòu)造用以處理頻域內(nèi)的所述基帶信號(hào)(SBB1，...，SBBM)，以仿真所述通信端口(10)和所述基站(3)之間的發(fā)射信道。
文檔編號(hào)H04B17/00GK102868459SQ20121014756
公開(kāi)日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月11日
發(fā)明者保羅·馬里尼, 洛多維科·賓達(dá), 恩里科·本迪內(nèi)利 申請(qǐng)人:普斯米工程公司