編寫。根據(jù)所設(shè)計的FPGA硬件，編寫無線通信nakagami信道m(xù)參數(shù)估測算法、設(shè)置存儲器初始值、設(shè)計軟件控制硬件的接口，并用腳本語言將所有軟件操作集成到一個main腳本中，使軟件運(yùn)行一鍵化。
[0042]步驟五:算法驗證。打開terminal窗口，輸入指令“cd{xx.bin locat1n} ”，進(jìn)入到xx.bin文件所在路徑后，輸入指令“SelectMAP xx.bin”，完成后系統(tǒng)會提示bin文件下載成功，然后輸入指令“b4d”，開起FPGA和minibee的通訊端口。
[0043]完成以上步驟后，重新打開一個terminal窗口，輸入指令“matlab”，打開matlab軟件，在matlab command window中運(yùn)行編寫好的main, m腳本文件。執(zhí)行完此步驟之后，無線通信nakagami信道m(xù)參數(shù)估測算法的實現(xiàn)過程已完畢，對應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)果在相應(yīng)的寄存器中，可供用戶對數(shù)據(jù)進(jìn)行后期處理。
[0044]本算法的實測結(jié)果如圖1所示，由于Nakagami信道m(xù)值不能小于0.5，從圖中可看到GMM算法和矩算法I都存在m值小于0.5的情況，因此算法在此通?目場景中失效。矩算法2的m值波動過大，表示其算法優(yōu)良性欠佳。本算法由于估計了噪聲和干擾信號的功率，因此測得的m值略大于一般ML算法[1]，與理論值貼近，因此為最優(yōu)。
[0045]步驟六:FPGA硬件設(shè)計和軟件算法的優(yōu)化。由于不同通信場景對于算法的效率、精確度不同，因此需要對于FPGA硬件和軟件算法設(shè)計做出一定的調(diào)整，滿足不同場景的需要。
[0046]如果某種無線通信nakagami信道m(xù)參數(shù)估測算法需要對硬件參數(shù)設(shè)置或者FPGA參數(shù)設(shè)置進(jìn)行修改，可以在軟硬件接口部分修改腳本語言中的參數(shù)，從而達(dá)到快速修改的目標(biāo)。
[0047]實現(xiàn)上述方法的無線通信Nakagami信道m(xù)參數(shù)估測算法的測試系統(tǒng)，包括信號發(fā)射單元、信號接收單元以及matlab單元，以及顯示結(jié)果用戶圖形界面。
[0048]所述信號發(fā)射、信號接收單元，包括發(fā)射端和接收端，所述發(fā)射端將指定序列的基帶信號發(fā)射至所述接收端，其中所述指定序列的基帶信號由軟件程序產(chǎn)生，所述發(fā)射端和所述接收端的通信參數(shù)由軟件程序設(shè)定、控制；
[0049]所述matlab單元，用于采集發(fā)射端和接收端的中頻信號電壓值，運(yùn)行所述無線通信Nakagami信道m(xù)參數(shù)估測算法。
[0050]所述信號發(fā)射端，包括PFGA模塊，用于將所述的基帶信號通過平方根升余弦濾波(SRRC濾波)，插值，載波調(diào)制成245.76MHz的中頻信號；
[0051]中頻轉(zhuǎn)高頻模塊，用于將中頻信號通過數(shù)模轉(zhuǎn)化(DAC)，調(diào)制，濾波，射頻端放大后得到2.4576GHz的射頻信號，并根據(jù)射頻端的增益倍數(shù)以及數(shù)模量化精度將中頻信號換算成射頻信號，通過無線信道發(fā)送射頻信號至所述接收端；
[0052]所述接收端，包括高頻轉(zhuǎn)中頻模塊，用于將接收到的2.4576GHz的射頻信號依次通過低通濾波、解調(diào)、可變增益放大、模數(shù)轉(zhuǎn)化(ADC)后得到245.76MHz的中頻信號，根據(jù)射頻端的增益倍數(shù)以及模數(shù)量化精度將射頻端電壓值換算成中頻；
[0053]將245.76MHz的中頻信號一路直接存進(jìn)所述FPGA模塊的數(shù)據(jù)存儲器，輸出至所述matlab單元，另一路通過FPGA模塊的匹配濾波和下變頻后進(jìn)入預(yù)處理寄存器。
[0054]所述matlab單元為安裝有Matlab軟件的計算機(jī)，所述計算機(jī)通過軟硬件接口與所述FPGA模塊、中頻轉(zhuǎn)高頻模塊、高頻轉(zhuǎn)中頻模塊，所述軟硬件接口包括軟件控制參數(shù)接口、數(shù)據(jù)輸入輸出接口、FPGA配置接口、硬件配置接口，其中，所述軟件控制參數(shù)接口，用于輸出所述發(fā)射端和所述接收端的通信參數(shù)；所述數(shù)據(jù)輸入輸出接口，用于所述信號發(fā)射單元、信號接收單元與matlab單元之間的數(shù)據(jù)傳輸；所述FPGA配置接口，用于對FPGA做初始化配置以及FPGA參數(shù)設(shè)置；所述硬件配置接口，用于控制中頻轉(zhuǎn)高頻模塊、高頻轉(zhuǎn)中頻模塊運(yùn)行參數(shù)。
[0055]所述FPGA模塊包括連接的符號產(chǎn)生電路、星座映射電路、平方根升余弦濾波(SRRC濾波)電路、插值電路、信號選擇電路；以及數(shù)據(jù)存儲器、匹配濾波電路和所述匹配電路連接的下抽樣電路。
[0056]所述信號選擇電路，有部分信道估計算法在估算時，需要測量信道的噪聲功率以提高算法的精確度，信號選擇的功能是通過選擇不同特征序列的信號來達(dá)到分別測量噪聲功率和信號功率的目標(biāo)。
[0057]以上，僅為本發(fā)明的較佳實施例，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求所界定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項】
1.一種無線通信Nakagami信道m(xù)參數(shù)估測算法的測試方法，其特征在于，包括 SI搭建測試平臺，在minibee硬件平臺上centos操作系統(tǒng)中搭建matlab、Xilinx和BPS的開發(fā)平臺； S2設(shè)計FPGA模塊硬件結(jié)構(gòu)； S3FPGA文件編譯； S4算法驗證，在matlab中運(yùn)行所述無線通信Nakagami信道m(xù)參數(shù)估測算法； S5根據(jù)算法驗證結(jié)果，調(diào)整FPGA模塊硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計、無線通信Nakagami信道m(xù)參數(shù)估測算法。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線通信Nakagami信道m(xù)參數(shù)估測算法的測試方法，其特征在于，所述算法驗證具體包括步驟: 產(chǎn)生基帶信號，將基帶信號通過平方根升余弦濾波，插值，載波調(diào)制成245.76MHz的發(fā)射端中頻信號； 將中頻信號通過數(shù)模轉(zhuǎn)化，調(diào)制，濾波，射頻端放大后得到2.4576GHz的射頻信號，并根據(jù)射頻端的增益倍數(shù)以及數(shù)模量化精度將中頻信號換算成射頻信號，通過無線信道發(fā)送射頻信號； 將接收到的2.4576GHz的射頻信號依次通過低通濾波、解調(diào)、可變增益放大、模數(shù)轉(zhuǎn)化后得到245.76MHz的接收端中頻信號； 采集發(fā)射端和接收端的中頻信號電壓值，在matlab中運(yùn)行所述無線通信Nakagami信道m(xù)參數(shù)估測算法，對所述無線通信Nakagami信道m(xù)參數(shù)估測算法的有效性和準(zhǔn)確性進(jìn)行判定。3.一種無線通信Nakagami信道m(xù)參數(shù)估測算法的測試系統(tǒng)，其特征在于，包括信號發(fā)射單元、信號接收單元以及matlab單元， 所述信號發(fā)射、信號接收單元，包括發(fā)射端和接收端，所述發(fā)射端將指定序列的基帶信號發(fā)射至所述接收端，其中所述指定序列的基帶信號由軟件程序產(chǎn)生，所述發(fā)射端和所述接收端的通信參數(shù)由軟件程序設(shè)定、控制； 所述matlab單元，用于采集發(fā)射端和接收端的中頻信號電壓值，運(yùn)行所述無線通信Nakagami信道m(xù)參數(shù)估測算法。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無線通信Nakagami信道m(xù)參數(shù)估測算法的測試系統(tǒng)，其特征在于，所述信號發(fā)射端，包括PFGA模塊，用于將所述的基帶信號通過平方根升余弦濾波，插值，載波調(diào)制成245.76MHz的中頻信號； 中頻轉(zhuǎn)高頻模塊，用于將中頻信號通過數(shù)模轉(zhuǎn)化，調(diào)制，濾波，射頻端放大后得到2.4576GHz的射頻信號，并根據(jù)射頻端的增益倍數(shù)以及數(shù)模量化精度將中頻信號換算成射頻信號，通過無線信道發(fā)送射頻信號至所述接收端； 所述接收端，包括高頻轉(zhuǎn)中頻模塊，用于將接收到的2.4576GHz的射頻信號依次通過低通濾波、解調(diào)、可變增益放大、模數(shù)轉(zhuǎn)化后得到245.76MHz的中頻信號，根據(jù)射頻端的增益倍數(shù)以及模數(shù)量化精度將射頻端電壓值換算成中頻； 將245.76MHz的中頻信號一路直接存進(jìn)所述FPGA模塊的數(shù)據(jù)存儲器，輸出至所述matlab單元，另一路通過FPGA模塊的匹配濾波和下變頻后進(jìn)入預(yù)處理寄存器。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無線通信Nakagami信道m(xù)參數(shù)估測算法的測試系統(tǒng)，其特征在于，所述matlab單元為安裝有Matlab軟件的計算機(jī)，所述計算機(jī)通過軟硬件接口與所述FPGA模塊、中頻轉(zhuǎn)高頻模塊、高頻轉(zhuǎn)中頻模塊，所述軟硬件接口包括軟件控制參數(shù)接口、數(shù)據(jù)輸入輸出接口、FPGA配置接口、硬件配置接口，其中，所述軟件控制參數(shù)接口，用于輸出所述發(fā)射端和所述接收端的通信參數(shù)；所述數(shù)據(jù)輸入輸出接口，用于所述信號發(fā)射單元、信號接收單元與matlab單元之間的數(shù)據(jù)傳輸；所述FPGA配置接口，用于對FPGA做初始化配置以及FPGA參數(shù)設(shè)置；所述硬件配置接口，用于控制中頻轉(zhuǎn)高頻模塊、高頻轉(zhuǎn)中頻模塊運(yùn)行參數(shù)。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無線通信Nakagami信道m(xù)參數(shù)估測算法的測試系統(tǒng)，其特征在于，所述FPGA模塊包括連接的符號產(chǎn)生電路、星座映射電路、平方根升余弦濾波電路、插值電路、信號選擇電路；以及數(shù)據(jù)存儲器、匹配濾波電路和所述匹配電路連接的下抽樣電路。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無線通信Nakagami信道m(xù)參數(shù)估測算法的測試系統(tǒng)，其特征在于，還包括用戶圖形界面。
【專利摘要】本發(fā)明公開無線通信Nakagami信道m(xù)參數(shù)估測算法的測試方法、系統(tǒng)，所述方法包括S1搭建測試平臺，在minibee硬件平臺上centos操作系統(tǒng)中搭建matlab、Xilinx和BPS的開發(fā)平臺；S2設(shè)計FPGA模塊硬件結(jié)構(gòu)；S3 FPGA文件編譯；S4算法驗證，在matlab中運(yùn)行所述無線通信Nakagami信道m(xù)參數(shù)估測算法；S5根據(jù)算法驗證結(jié)果，調(diào)整FPGA模塊硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計、無線通信Nakagami信道m(xù)參數(shù)估測算法。
【IPC分類】H04W24/06, H04W24/02
【公開號】CN104994522
【申請?zhí)枴緾N201510250023
【發(fā)明人】陳徐洪, 樊平毅, 劉善赟
【申請人】清華大學(xué)
【公開日】2015年10月21日
【申請日】2015年5月15日