專(zhuān)利名稱：預(yù)測(cè)多徑信道傳輸中接收機(jī)的接收性能的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種預(yù)測(cè)多徑信道傳輸中接收機(jī)的接收性能 的方法。
背景技術(shù)：
無(wú)線通信中，由于反射或折射等因素，數(shù)據(jù)信號(hào)不是通過(guò)單一的直射路徑傳輸，而 是經(jīng)過(guò)多個(gè)路徑抵達(dá)接收天線，這種信道稱為多徑信道。多徑效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致接收到的信號(hào)存 在時(shí)間擴(kuò)散和碼間干擾，進(jìn)而影響信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量，造成系統(tǒng)接收性能的降低。為此各種對(duì) 抗多徑信道干擾的技術(shù)被應(yīng)用在無(wú)線通信中。在考察無(wú)線通信系統(tǒng)傳輸能力時(shí)，接收機(jī)在 多徑信道傳輸環(huán)境下的接收性能也是一個(gè)重要的指標(biāo)。目前對(duì)多徑信道下接收機(jī)接收性能的檢測(cè)，主要是通過(guò)信號(hào)發(fā)生器和信道模擬器 模擬得到接收機(jī)在多徑信道下的接收性能，或者實(shí)地測(cè)量接收機(jī)在實(shí)際傳輸環(huán)境下的工作 性能。當(dāng)需要得到接收機(jī)在大量多徑信道環(huán)境下接收性能情況時(shí)，無(wú)論是模擬多徑信道檢 測(cè)和實(shí)地檢測(cè)的工作量都太大。例如單頻網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中，重疊覆蓋區(qū)由于交疊信號(hào)的干擾， 相當(dāng)于引入了多徑效應(yīng)，導(dǎo)致接收門(mén)限抬高，在規(guī)劃單頻網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)時(shí)，需根據(jù)設(shè)計(jì)的布局 方案和臺(tái)站參數(shù)配置，檢測(cè)接收機(jī)在單頻網(wǎng)覆蓋區(qū)域中各處的接收性能，分析規(guī)劃方案的 優(yōu)劣，構(gòu)建性能最優(yōu)的單頻網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。為了降低工作量，需要一種預(yù)測(cè)多徑信道傳輸環(huán)境下的 接收性能方法。

發(fā)明內(nèi)容
(一 )要解決的技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是如何提供一種預(yù)測(cè)多徑信道傳輸環(huán)境下的接收性能 方法。( 二 )技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種預(yù)測(cè)多徑信道傳輸中接收機(jī)的接收性能 的方法，包括以下步驟Si、測(cè)試接收機(jī)在指定工作模式和信道模型下的接收性能數(shù)據(jù)；S2、根據(jù)待預(yù)測(cè)的工作模式約束計(jì)算待預(yù)測(cè)信道模型下系統(tǒng)達(dá)到接收門(mén)限時(shí)的信
道容量；S3、分析在不同信道模型和傳輸模式約束下系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率，得到系統(tǒng)在多 徑信道傳輸環(huán)境中的數(shù)據(jù)傳輸速率和信道容量關(guān)系；S4、根據(jù)步驟S3中數(shù)據(jù)傳輸速率和信道容量關(guān)系，由待預(yù)測(cè)的工作模式和信道參 數(shù)預(yù)測(cè)接收信噪比門(mén)限。其中，所述接收性能數(shù)據(jù)包括接收信噪比門(mén)限。其中，所述工作模式包括編碼方式、調(diào)制方式、交織模式和信號(hào)幀結(jié)構(gòu)；所述信道 參數(shù)包括多徑信道各徑的幅度、相位和時(shí)延。
其中，步驟Sl中，所述接收性能數(shù)據(jù)的測(cè)試方式包括仿真測(cè)試、模擬測(cè)試和實(shí)際 測(cè)試中的一種或幾種的組合。其中，步驟Sl中的所述信道模型為高斯信道或多徑信道。其中，步驟S3具體為由步驟Sl中測(cè)試得到的接收機(jī)在高斯信道下的接收性能數(shù) 據(jù)，計(jì)算出高斯信道中系統(tǒng)達(dá)到接收信噪比門(mén)限處的信道容量，即為多徑信道傳輸中系統(tǒng) 達(dá)到接收信噪比門(mén)限處的信道容量。其中，步驟S3具體包括S3. 1、根據(jù)步驟Sl中測(cè)試得到的接收機(jī)在多徑信道傳輸環(huán)境下的接收性能數(shù)據(jù)， 計(jì)算信噪比取多徑信道下門(mén)限值時(shí)，系統(tǒng)最高可達(dá)的數(shù)據(jù)傳輸速率；S3. 2、擬合得到接收機(jī)在接收信噪比門(mén)限處的信道容量與所述數(shù)據(jù)傳輸速率的關(guān) 系式，所述關(guān)系式用于步驟S4中預(yù)測(cè)接收信噪比門(mén)限。其中，步驟S3具體包括S3. 1、由步驟Sl中測(cè)試得到的接收機(jī)在高斯信道下的接收性能數(shù)據(jù)，擬合得到高 斯信道中系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率與信噪比門(mén)限的關(guān)系式；S3. 2、給定待預(yù)測(cè)的接收機(jī)工作模式和多徑信道參數(shù)，由傳輸信噪比相同時(shí)系統(tǒng) 在多徑信道和高斯信道下信道容量的關(guān)系估計(jì)系統(tǒng)在多徑信道和高斯信道下數(shù)據(jù)傳輸速 率的關(guān)系；S3. 3、根據(jù)步驟S3. 2的估計(jì)結(jié)果，計(jì)算傳輸信噪比取多徑信道下的接收信噪比門(mén) 限時(shí)，系統(tǒng)可達(dá)到的數(shù)據(jù)傳輸速率。其中，步驟S4中，信道容量或數(shù)據(jù)傳輸速率是工作模式、信道參數(shù)和信噪比的函 數(shù)。其中，在步驟S2或步驟S3中，首先將步驟Sl中計(jì)算得到的接收信噪比門(mén)限折合 到子載波符號(hào)層次上，再進(jìn)行信道容量或數(shù)據(jù)傳輸速率的計(jì)算；在步驟S4中也將預(yù)測(cè)得到 的子載波符號(hào)層次的接收信噪比門(mén)限折合為實(shí)際的接收信噪比門(mén)限。(三)有益效果本發(fā)明針對(duì)固定接收情況，提出了多徑信道傳輸環(huán)境下接收機(jī)的接收性能預(yù)測(cè)方 法。該方法可以根據(jù)接收機(jī)在部分測(cè)試信道傳輸模型中的接收性能數(shù)據(jù)，采用基于信道容 量的分析方法預(yù)測(cè)接收機(jī)在其他多徑信道傳輸環(huán)境下的接收性能。本發(fā)明提供的預(yù)測(cè)接收 性能方法，可用于單頻網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、接收機(jī)性能檢測(cè)等應(yīng)用環(huán)境。


圖1為本發(fā)明的方法流程圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例一、二的方法流程圖；圖3為本發(fā)明的一種模擬測(cè)試系統(tǒng)框圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例一中多徑信道傳輸環(huán)境下，各子載波信號(hào)由于多徑信道因素 在接收端需修正的信噪比；圖5為本發(fā)明實(shí)施例一中高斯信道與多徑信道下的信道容量曲線及信噪比門(mén)限 的預(yù)測(cè)過(guò)程；圖6為本發(fā)明實(shí)施例三的方法流程圖7為本發(fā)明實(shí)施例四的方法流程圖；圖8為本發(fā)明實(shí)施例四中幾種國(guó)標(biāo)系統(tǒng)工作模式對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸速率和信噪比 門(mén)限擬合曲線。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、內(nèi)容、和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作 進(jìn)一步地詳細(xì)描述。實(shí)施例一實(shí)施例一用于中國(guó)數(shù)字電視地面廣播傳輸系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱國(guó)標(biāo)系統(tǒng))在多載波模式、 多徑信道傳輸環(huán)境下接收機(jī)的接收性能預(yù)測(cè)。本實(shí)施方式針對(duì)國(guó)標(biāo)系統(tǒng)的一種典型多載波工作模式，其具體參數(shù)如下載波模 式Z = 3780，發(fā)射端星座圖映射方式為16QAM，交織參數(shù)M = 720，幀頭模式PN945，F(xiàn)EC碼 率為0.4。采用的國(guó)標(biāo)接收機(jī)型號(hào)為金網(wǎng)通JC3018。如圖2所示，依照本發(fā)明實(shí)施方案預(yù)測(cè)本實(shí)施例所述工作模式時(shí)接收機(jī)在多徑信 道下的信噪比門(mén)限，具體步驟如下Si、測(cè)試得到接收機(jī)在高斯信道下的接收性能數(shù)據(jù)；采用模擬測(cè)試方式測(cè)試接收性能，由多徑模擬器模擬單頻網(wǎng)環(huán)境，測(cè)試系統(tǒng)框圖 如圖3所示。使用國(guó)標(biāo)信號(hào)發(fā)生器、信道模擬器，模擬得到接收機(jī)在高斯信道下的接收信噪 比門(mén)限數(shù)據(jù)。表1給出了國(guó)標(biāo)系統(tǒng)的幾種典型多載波工作模式在高斯信道下的信噪比門(mén)限測(cè) 試數(shù)據(jù)。一共測(cè)試了 18種典型的國(guó)標(biāo)系統(tǒng)多載波工作模式，所測(cè)試的參數(shù)組合如下交織 參數(shù)取M= 720，調(diào)制方式分別取4QAM/16QAM/64QAM，編碼碼率分別取0. 4/0. 6/0. 8，幀頭模 式分別采用PN420/PN945模式。表 權(quán)利要求
1. 一種預(yù)測(cè)多徑信道傳輸中接收機(jī)的接收性能的方法，其特征在于，包括以下步驟51、測(cè)試接收機(jī)在指定工作模式和信道模型下的接收性能數(shù)據(jù)；52、根據(jù)待預(yù)測(cè)的工作模式約束計(jì)算待預(yù)測(cè)信道模型下系統(tǒng)達(dá)到接收門(mén)限時(shí)的信道容量；53、分析在不同信道模型和傳輸模式約束下系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率，得到系統(tǒng)在多徑信 道傳輸環(huán)境中的數(shù)據(jù)傳輸速率和信道容量關(guān)系；54、根據(jù)步驟S3中數(shù)據(jù)傳輸速率和信道容量關(guān)系，由待預(yù)測(cè)的工作模式和信道參數(shù)預(yù) 測(cè)接收信噪比門(mén)限。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟Sl中，所述接收性能數(shù)據(jù)包括接收信噪 比門(mén)限。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述工作模式包括編碼方式、調(diào)制方式、交 織模式和信號(hào)幀結(jié)構(gòu)；所述信道參數(shù)包括多徑信道各徑的幅度、相位和時(shí)延。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟Sl中，所述接收性能數(shù)據(jù)的測(cè)試方式包 括仿真測(cè)試、模擬測(cè)試和實(shí)際測(cè)試中的一種或幾種的組合。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟Sl中的所述信道模型為高斯信道或多 徑信道。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S3具體為由步驟Sl中測(cè)試得到的接 收機(jī)在高斯信道下的接收性能數(shù)據(jù)，計(jì)算出高斯信道中系統(tǒng)達(dá)到接收信噪比門(mén)限處的信道 容量，即為多徑信道傳輸中系統(tǒng)達(dá)到接收信噪比門(mén)限處的信道容量。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S3具體包括S3. 1、根據(jù)步驟Sl中測(cè)試得到的接收機(jī)在多徑信道傳輸環(huán)境下的接收性能數(shù)據(jù)，計(jì)算 信噪比取多徑信道下門(mén)限值時(shí)，系統(tǒng)最高可達(dá)的數(shù)據(jù)傳輸速率；S3. 2、擬合得到接收機(jī)在接收信噪比門(mén)限處的信道容量與所述數(shù)據(jù)傳輸速率的關(guān)系 式，所述關(guān)系式用于步驟S4中預(yù)測(cè)接收信噪比門(mén)限。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S3具體包括S3. 1、由步驟Sl中測(cè)試得到的接收機(jī)在高斯信道下的接收性能數(shù)據(jù)，擬合得到高斯信 道中系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率與信噪比門(mén)限的關(guān)系式；S3. 2、給定待預(yù)測(cè)的接收機(jī)工作模式和多徑信道參數(shù)，由傳輸信噪比相同時(shí)系統(tǒng)在多 徑信道和高斯信道下信道容量的關(guān)系估計(jì)系統(tǒng)在多徑信道和高斯信道下數(shù)據(jù)傳輸速率的 關(guān)系；S3. 3、根據(jù)步驟S3. 2的估計(jì)結(jié)果，計(jì)算傳輸信噪比取多徑信道下的接收信噪比門(mén)限 時(shí)，系統(tǒng)可達(dá)到的數(shù)據(jù)傳輸速率。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S4中，信道容量或數(shù)據(jù)傳輸速率是工作模式、信道參數(shù)和信噪比的函數(shù)。
10.如權(quán)利要求2 9任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在步驟S2或步驟S3中，首先將 步驟Sl中計(jì)算得到的接收信噪比門(mén)限折合到子載波符號(hào)層次上，再進(jìn)行信道容量或數(shù)據(jù) 傳輸速率的計(jì)算；在步驟S4中也將預(yù)測(cè)得到的子載波符號(hào)層次的接收信噪比門(mén)限折合為 實(shí)際的接收信噪比門(mén)限。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種預(yù)測(cè)多徑信道傳輸中接收機(jī)的接收性能的方法，包括以下步驟S1、測(cè)試接收機(jī)在指定工作模式和信道模型下的接收性能數(shù)據(jù)；S2、根據(jù)待預(yù)測(cè)的工作模式約束計(jì)算待預(yù)測(cè)信道模型下系統(tǒng)達(dá)到接收門(mén)限時(shí)的信道容量；S3、分析在不同信道模型和傳輸模式約束下系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率，得到系統(tǒng)在多徑信道傳輸環(huán)境中的數(shù)據(jù)傳輸速率和信道容量關(guān)系；S4、根據(jù)步驟S3中數(shù)據(jù)傳輸速率和信道容量關(guān)系，由待預(yù)測(cè)的工作模式和信道參數(shù)預(yù)測(cè)接收信噪比門(mén)限。本發(fā)明采用基于信道容量的分析方法預(yù)測(cè)接收機(jī)在其他多徑信道傳輸環(huán)境下的接收性能，可用于單頻網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、接收機(jī)性能檢測(cè)等應(yīng)用環(huán)境。
文檔編號(hào)H04B17/00GK102075272SQ201110028959
公開(kāi)日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2011年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月26日
發(fā)明者丁文伯, 楊昉, 潘長(zhǎng)勇, 顏克茜 申請(qǐng)人:清華大學(xué)