无线信道部分功能模块的仿真和 FPGA 实现
一.课题背景
移动通信是利用电磁波通过无线衰落信道来传送信息的,深入了解无线衰落
信道的具体特性是非常必要的,而对无线信道的传播特性进行建模仿真是通信系
统仿真中的必不可少的一部分。本文的工作就是在此背景下开展的,主要是完成
平坦衰落信道硬件仿真器的搭建。本文将按照项目要求,以提高仿真效率为目标,
在软件平台硬件化方面做一些工作。另一方面,作为仿真平台的关键组成部分,
无线信道模块对通信系统仿真速度起着重要影响,因此,无线信道的硬件实现具
有重要意义。
本题目具体要求是:
1.使用掌握一种硬件生成高斯白噪声的方法,并使用 FPGA 实现加性高斯
白噪声;
2.在此基础上实现 IMT-Advanced 系统的一种典型场景下的平坦时变信道。
二.课题分析
本题目目标在于将平台中软件编写的无线信道部分硬件实现以提高平台整
体的运行速度。
软件平台中测试信道选用的是 COST207 模型,主要分为:
1.MIMO 模块:主要实现多收发天线间的数据传递及噪声的叠加;
2.多径衰落模块:描述信道频率选择特性;
3.瑞利平坦衰落模块:描述信道时间选择性衰落及幅度衰落分布。
其中瑞利平坦衰落模块的实现是最重要也最复杂的一部分,这也是本文所要
完成的主要工作。
模型中各径的功率谱密度满足通常的 Jake 模型(classic 谱):
1
f f
d
2
f
(1)
S
f
f
d
1
f
d
0 其余
具体的操作流程为:使用符合上式的功率谱,幅度服从瑞利分布,相位服从均匀
分布的随机过程采样去乘以输入信号的结果,即为所需的输出信号。瑞利平坦衰
落模块的流程非常简单,但关键的是如何来产生符合以上条件的随机过程。
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