基于通用软件无线电外设的无线信道测量方法及系统

1.本发明涉及无线信道测量技术领域，尤其涉及一种基于通用软件无线电外设的无线信道测量方法及系统。


背景技术：

2.无线信道测量是指通过对无线信道的特性进行测量和分析，以获取无线信道的状态信息，从而优化无线通信系统性能的技术。无线信道是无线通信系统的基础，而无线信道的特性会受到多种因素的影响，如传播路径、衰减、多径效应、干扰等，因此需要进行现场环境的无线信道测量和分析，以获得有关信道的参数和状态信息，为无线通信系统的优化和设计提供支持。
3.信道测量的本质是将特定的探测信号输入到无线信道中，经过信道传输的输出信号携带了信道衰落特性，测量输出信号并通过进一步分析处理来认知信道特性。无线信道的测量方法主要分为频域测量法和时域测量法两类。
4.频域测量法一般指扫频测量，是一种发射不同频率探测信号的信道测量方法，可直接获得信道冲激响应在频域的表达。发射端在一定范围内递进改变频率发送探测信号，使用矢量网络分析仪处理收发端信号得到离散频点上的频率响应。扫频测量需要收发端精确的时间定位和同步，主要用于短距离或室内信道测量。
5.时域测量法一般分为连续波测量法、直接脉冲测量法、伪随机序列滑动相关法。连续波测量法只能用于测量信道大尺度衰落特性。直接脉冲测量法通过重复向信道输入极窄的脉冲信号，信道测量接收端可以直接获取时域信道冲激响应，该方法要求脉冲信号的持续时间极短才能实现较高的测量精度。伪随机序列滑动相关测量法利用伪噪声序列的自相关和互相关特性，来获取信道冲激响应。伪噪声序列组成发射的探测信号，信号经过信道传播的影响，携带了表征信道衰落的信息，使用与探测信号相同的本地序列与接收信号进行滑动相关处理，可以分辨出多径信号的幅度和时延，得到信道冲激响应。


技术实现要素：

6.鉴于此，本发明实施例提供了一种基于通用软件无线电外设的无线信道测量方法及系统，以消除或改善现有技术中存在的一个或更多个缺陷，解决现有无线信道测量方法检测效率、精度低以及现有无线信道测量系统体积大、成本高、采样率低、通道带宽小、不适用于高带宽高载频无线通信环境的问题。
7.一方面，本发明提供一种基于通用软件无线电外设的无线信道测量方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
8.获取伪随机fzc序列，导入并存储于预设开发环境平台；对所述伪随机fzc序列进行数据预处理；
9.将所述伪随机fzc序列输入通用软件无线电外设；对所述通用软件无线电外设的发射端进行配置，发送所述伪随机fzc序列；将所述伪随机fzc序列与含高斯白噪声的无线
信道进行卷积处理；
10.对所述通用软件无线电外设的接收端进行配置，接收并解调相应的序列信号；
11.将所述伪随机fzc序列和所述序列信号进行滑动相关运算，分辨出多径序列信号的幅度和时延；将所述序列信号与所述伪随机fzc序列的共轭进行卷积处理，得到信道脉冲响应，并根据所述信道脉冲响应基于预设方法得到无线信道功率时延谱。
12.在本发明的一些实施例中，所述伪随机fzc序列为非二进制伪随机序列，数学表达式定义为：
[0013][0014]
其中，n
zc
表示所述伪随机fzc序列的长度；n表示序列元素的序号，且0≤n≤n
zc
；q为序列参数，与n
zc
互质。
[0015]
在本发明的一些实施例中，所述伪随机fzc序列的离散自相关函数计算式表示为：
[0016][0017]
其中，x(n)表示所述伪随机fzc序列；n
zc
表示所述伪随机fzc序列的长度；n表示序列元素的序号，且0≤n≤n
zc
；τ表示时间滞后；表示所述伪随机fzc序列x(n的共轭。
[0018]
在本发明的一些实施例中，对所述伪随机fzc序列进行数据预处理，包括将所述伪随机fzc序列从浮点型转换为复数型。
[0019]
在本发明的一些实施例中，在所述发射端发送信号之前，还包括对所述伪随机fzc序列进行调频，上变频至射频频段。
[0020]
在本发明的一些实施例中，将所述伪随机fzc序列与含高斯白噪声的无线信道进行卷积处理，计算式表示为：
[0021]
y(n)＝x(n)*h(n)+n(n)；
[0022]
其中，n表示序列元素的序号；x(n)表示所述伪随机fzc序列；h(n)表示所述无线信道；n(n)表示所述高斯白噪声。
[0023]
在本发明的一些实施例中，根据所述信道脉冲响应基于预设方法得到无线信道功率时延谱，所述预设方法为求取所述信道脉冲响应的模值平方，计算式表示为：
[0024][0025]
其中，n表示序列元素的序号；表示所述信道脉冲响应。
[0026]
另一方面，本发明提供一种基于通用软件无线电外设的无线信道测量系统，其特征在于，所述系统用于执行如上文中所述的基于通用软件无线电外设的无线信道测量方法；所述系统至少包括：
[0027]
序列生成模块，用于生成伪随机fzc序列并存储；对所述伪随机fzc序列进行数据处理；
[0028]
至少一台通用软件无线电外设和两部天线；所述通用软件无线电外设与所述天线连接以进行无线信道测量；
[0029]
预设开发环境平台，用于驱动所述通用软件无线电外设及其连接的天线进行信号的发送与接收；
radio的流程框图。
[0044]
图6为本发明一实施例中基于通用软件无线电外设的无线信道测量方法仿真验证流程框图。
[0045]
图7为本发明一实施例中基于通用软件无线电外设的无线信道测量方法仿真验证结果示意图。
[0046]
图8为本发明一实施例中室内环境下无线信道测量系统设备结构示意图。
[0047]
图9为本发明一实施例中室外环境下无线信道测量系统设备结构示意图。
[0048]
图10为本发明一实施例中天线固定情况下室内测量环境示意图。
[0049]
图11为本发明一实施例中天线固定情况下室内测量结果示意图。
[0050]
图12为本发明一实施例中天线偏转情况下室内测量环境示意图。
[0051]
图13为本发明一实施例中天线偏转情况下室内测量结果示意图。
具体实施方式
[0052]
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
[0053]
在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
[0054]
应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。
[0055]
在此，还需要说明的是，如果没有特殊说明，术语“连接”在本文不仅可以指直接连接，也可以表示存在中间物的间接连接。
[0056]
在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。
[0057]
这里需要强调的是，在下文中提及的各步骤标记并不是对各步骤先后顺序的限定，而应当理解为可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中的顺序，或者若干步骤同时执行。
[0058]
为了解决，本发明提供现有无线信道测量方法检测效率、精度低以及现有无线信道测量系统体积大、成本高、采样率低、通道带宽小、不适用于高带宽高载频无线通信环境的问题，本发明首先提供一种基于通用软件无线电外设的无线信道测量方法，如图1所示，该方法包括以下步骤s101～s105：
[0059]
步骤s101：获取伪随机fzc序列，导入并存储于预设开发环境平台；对伪随机fzc序列进行数据预处理。
[0060]
步骤s102：将伪随机fzc序列输入通用软件无线电外设；对通用软件无线电外设的发射端进行配置，发送伪随机fzc序列；将伪随机fzc序列与含高斯白噪声的无线信道进行卷积处理。
[0061]
步骤s103：对通用软件无线电外设的接收端进行配置，接收并解调相应的序列信号。
[0062]
步骤s104：将伪随机fzc序列和序列信号进行滑动相关运算，分辨出多径序列信号的幅度和时延；将序列信号与伪随机fzc序列的共轭进行卷积处理，得到信道脉冲响应，并根据信道脉冲响应基于预设方法得到无线信道功率时延谱。
[0063]
如图2所示，为基于通用软件无线电外设的无线信道测量方法的原理流程框图。
[0064]
在步骤s101中，伪随机fzc序列是frank-zadoff-chu序列，其中，对于伪随机序列可以理解为：如果一个序列，一方面它是可以预先确定的，并且是可以重复地生产和复制的；一方面它又具有某种随机序列的随机特性(即统计特性)，则称这种序列为伪随机序列，因此该序列具有良好的自相关特性。
[0065]
伪随机fzc序列为非二进制伪随机序列，具有振幅为1、相位偏移的特征。示例性的，若将伪随机fzc序列的长度记作n
zc
，则其数学表达式可定义为公式(1)：
[0066][0067]
其中，n
zc
表示伪随机fzc序列的长度；n表示序列元素的序号，且0≤n≤n
zc
；q为序列参数，与n
zc
互质。
[0068]
在一些实施例中，本发明的伪随机fzc序列长度n
zc
设置为4095，序列参数q为1。
[0069]
如图3所示，为伪随机fzc序列的星座图。
[0070]
在一些实施例中，伪随机fzc序列的离散自相关函数计算式如公式(2)所示：
[0071][0072]
其中，x(n)表示伪随机fzc序列；n
zc
表示伪随机fzc序列的长度；n表示序列元素的序号，且0≤n≤n
zc
；τ表示时间滞后；表示伪随机fzc序列x(n)的共轭。
[0073]
如图4所示，为伪随机fzc序列自相关结果示意图，由图可知，在完全零滞后时，自相关结果为1，其余位置均为0。
[0074]
在一些实施例中，本发明使用matlab生成预设长度的伪随机fzc序列。
[0075]
在一些实施例中，预设开发环境平台选用gun radio。gun radio是一个完全开源的软件无线电结构平台，可以用来设计和仿真，也可以用来连接真实的无线电系统。gun radio是一个高度模块化，采用流图类形式的软件架构平台，提供大量模块库，使用者可以快速利用模块建立信号处理的流程。
[0076]
在一些实施例中，预设开放环境平台还可以选用labview。
[0077]
在一些实施例中，对伪随机fzc序列进行数据预处理，包括将伪随机fzc序列从浮点型转换为复数型。
[0078]
在步骤s102中，将数据预处理后的伪随机fzc序列输入通用软件无线电外设，其中，通用软件无线电外设(universal software radio peripheral,usrp)是用于射频应用的软件定义无线电(software defination radio,sdr)硬件平台，它可以通过可编程的数字信号处理器和集成的模数转换器、数模转换器来实现无线电功能，通过与计算机连接，可以实现各种无线通信系统的开发、测试和研究，具有高度灵活性和可编程性。
[0079]
在本发明中，伪随机fzc序列的数据形式为复信号，复信号可以看作是一个实信号和一个虚信号的合成，即在本发明中，伪随机fzc序列由i路数据(同相分量)和q路数据(正交分量)组成。
[0080]
针对发射端测量环境进行配置，示例性的，配置包括：设置通用软件无线电外设的设备地址、射频通道、时钟、同步方式、采样率、中心频率、增益和带宽等。
[0081]
在一些实施例中，在进行信道测量时，将伪随机fzc序列与含高斯白噪声的无线信道进行卷积处理，其计算式可表示为公式(3)：
[0082]
y(n)＝x(n)*h(n)+n(n)；
ꢀꢀ
(3)
[0083]
其中，n表示序列元素的序号；x(n)表示伪随机fzc序列；h(n)表示无线信道；n(n)表示高斯白噪声。
[0084]
在步骤s103中，针对接收端测量环境进行配置，示例性的，配置包括：设置通用软件无线电外设的设备地址、射频通道、时钟、同步方式、采样率、中心频率、增益和带宽等。
[0085]
接收端接收并解调步骤s102发射的序列信号，并将序列信号存储于预设开发环境平台，以便用于后续处理分析。
[0086]
在步骤s104中，对接收得到的序列信号进行数据处理。
[0087]
将伪随机fzc序列和序列信号进行滑动相关运算，分辨出多径序列信号的幅度和时延。具体的，根据上文阐述的伪随机序列的自相关特性可知，两个序列码片的排列顺序和位置对应相同时会产生最大的相关峰值。因此，在本发明中，当伪随机fzc序列和接收端接收的序列信号对齐时，产生的相关峰值表明准确接收到一路发射信号；当伪随机fzc序列和接收端接收的序列信号没有对齐时，由于伪随机序列的互相关性，即伪随机序列与其他序列的互相关结果接近于零，表明没有捕获到多径信号。经过上述判别方法，可以分辨出许多相关峰值，不同峰值之间的时间间隔是各多径信号的相对时延。
[0088]
将接收端接收到的序列信号与伪随机fzc序列的共轭进行卷积处理，得到信道脉冲响应，计算式可表示为公式(4)：
[0089][0090]
其中，表示信道脉冲响应；y(n)表项序列信号；x(n)表示伪随机fzc序列；表示伪随机fzc序列x(n)的共轭；n(n)表示高斯白噪声。
[0091]
获得信道脉冲响应后，求取其模值平方即可获得无线信道功率时延谱(power delay profile,pdp)，计算式可表示为公式(5)：
[0092][0093]
其中，n表示序列元素的序号；表示信道脉冲响应。
[0094]
功率时延谱是指在无线信道中，接收端接收到的信号的功率与到达时间延迟之间的关系。功率时延谱是无线信道建模中重要的参数，对于无线信道系统设计、信道估计、多径衰落处理等有着重要作用，因此，本发明通过最终求取无线信道功率时延谱以实现对无线信道的测量。
[0095]
本发明还提供一种基于通用软件无线电外设的无线信道测量系统，该系统至少包
括：
[0096]
序列生成模块，用于生成伪随机fzc序列并存储；对伪随机fzc序列进行数据处理。
[0097]
至少一台通用软件无线电外设和两部天线，其中，通用软件无线电外设与天线连接以进行无线信道测量。
[0098]
预设开发环境平台，用于驱动通用软件无线电外设及其连接的天线进行信号的发送与接收。
[0099]
序列处理模块，用于存储并处理接收到的序列信号，生成无线信道功率时延谱。
[0100]
在一些实施例中，序列生成模块使用matlab生成预设长度的伪随机fzc序列。
[0101]
在一些实施例中，序列生成模块将生成的伪随机fzc序列存储于预设开发环境平台，示例性的，预设开发环境平台选用gun radio。
[0102]
在一些实施例中，序列生成模块还包括数据处理单元，将伪随机fzc序列从浮点型转换为复数型。
[0103]
在一些实施例中，若系统仅包括一台通用软件无线电外设，则通用软件无线电外设采用内置时钟，以保证其连接天线形成的收发端同步；若系统包括大于一台通用软件无线电外设，则通用软件无线电外设还设有gps时钟，以保证其连接天线形成的收发端同步。
[0104]
在一些实施例中，通用软件无线电外设与天线连接形成发射端和接收端后，针对发射端和接收端的测量环境进行配置，示例性的，配置包括：设置通用软件无线电外设的设备地址、射频通道、时钟、同步方式、采样率、中心频率、增益和带宽等。
[0105]
下面结合一具体实施例中，对本发明作进一步说明：
[0106]
本实施例中采用gnu radio作为预设开发环境平台，驱动通用软件无线电外设usrpx140进行信号的发送与接收；使用matlab生成长度为4095的伪随机fzc序列；使用matlab对接收端接收的信号进行后续处理。
[0107]
gnu radio使用流程框图的方式进行软件开发。如图5所示，为本发明提供的无线信道测量方法在gnu radio中的流程框图，可具体分为发射端部分和接收端部分。
[0108]
发射端包括file source模块、float to complex模块和usrp sink模块。
[0109]
对于发射端：file source模块从本地读取预先基于matlab生成的长度为4095的伪随机fzc序列，基于上文的说明，由于伪随机fzc序列为复信号，因此读取其i路数据和q路数据；float to complex模块对两路数据进行数据预处理，将两路数据从浮点型转换为复数型以输入到通用软件无线电外设usrp中；usrp sink模块对发射端x410进行配置，示例性的，配置包括：设置通用软件无线电外设的设备地址、射频通道、时钟、同步方式、采样率、中心频率、增益和带宽等。
[0110]
接收端包括usrp source模块和file sink模块。
[0111]
对于接收端，usrp source模块对接收端x410进行配置，示例性的，配置包括：设置通用软件无线电外设的设备地址、射频通道、时钟、同步方式、采样率、中心频率、增益和带宽等；file sink模块将接收到的序列信号进行存储，以便后续处理。
[0112]
其中，发射端和接收端的配置基本一致，设置设备地址和射频通道用于gnu radio能够找到相应的设备和端口；根据应用场景确定通用软件无线电外设的数量，同时确定时钟，示例性的，时钟包括设备内置时钟和gps时钟；本实施例选用的usrp x140设备采样率最高达500mhz，中心频率1mhz～7.2ghz，宽带最高达400mhz。
[0113]
在usrp source模块和usrp sink模块中可设置不同的采样率和带宽。采样率越高，信道测量的时延分辨率越高。由于硬件限制，在本实施例中使用20mhz采样率进行信道测量，以达到48ns的时延分辨率。
[0114]
如图6所示，为使用gnu radio中的channel model模块对本发明提供的无线信道测量方法进行仿真验证的流程框图，如图7所示为其仿真验证结果示意图。
[0115]
在本实施例中，channel model模块的仿真信道多径数设置为6，并添加高斯白噪声。
[0116]
本发明提供的基于通用软件无线电外设的无线信道测量系统包括至少一台通用软件无线电外设和两部天线，具体的：
[0117]
如图8所示，在室内狭小环境进行无线信道测量时，系统仅使用一台usrp x410，将usrp x140同时连接两部天线，形成收发端以进行测量，同时，使用设备内置时钟保证收发端的同步。
[0118]
如图9所示，在室外开阔环境进行无线信道测量时，系统使用两台usrp x410，每台usrp x410分别连接一部天线，分别形成收发端以进行测量，同时，使用gps时钟保证收发端的同步。
[0119]
在一具体实施中，室内环境如图10所示，固定收发天线，其中，tx表示发射天线，rx表示接收天线，使用本发明提供的基于通用软件无线电外设的无线信道测量方法在室内环境进行无线信道的实测验证。测量结果如图11所示，由图可知，主径功率随载波频率升高而逐渐降低。
[0120]
改变发射天线tx角度偏转，示例性的，偏转范围为-30
°
～+30
°
，室内环境示意图如图12所示，再次使用本发明提供的基于通用软件无线电外设的无线信道测量方法进行实测验证。测试结果如图12所示，由图可知，发射天线向两侧偏转会导致主径功率的损失。
[0121]
本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现基于通用软件无线电外设的无线信道测量方法的步骤。
[0122]
与上述方法相应地，本发明还提供了一种设备，该设备包括计算机设备，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机指令，当所述计算机指令被处理器执行时该设备实现如前所述方法的步骤。
[0123]
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时以实现前述边缘计算服务器部署方法的步骤。该计算机可读存储介质可以是有形存储介质，诸如随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、软盘、硬盘、可移动存储盘、cd-rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质。
[0124]
综上所述，本发明提供一种基于通用软件无线电外设的无线信道测量方法及系统，通过生成伪随机fzc序列并对其进行数据预处理；对通用软件无线电外设的发射端和接收端进行配置；发射端发送伪随机fzc序列，将伪随机fzc序列与含高斯白噪声的无线信道进行卷积处理；接收端接收并解调相应的序列信号；将伪随机fzc序列和序列信号进行滑动相关运算，分辨出多径序列信号的幅度和时延；将序列信号与伪随机fzc序列的共轭进行卷积处理，得到信道脉冲响应，并根据信道脉冲响应得到无线信道功率时延谱，实现对无线信
道的测量。本发明提供的测量方法相比于现有矢量网络分析仪的频域测量法，单次测量时间大大缩短，能够测量时变无线信道，测量效率高、精度高。
[0125]
进一步的，本发明提供的测量系统中使用通用软件无线电外设实现无线信道测量，其具备灵活的可编程性和强劲的硬件性能，使得相应的测量方法能够测量1mhz～7.2ghz任意载频处高达400mhz载波带宽的无线信道，以及高达500mhz的射频采样率可以将多径时延分辨率提高至2ns，能够满足各种复杂电磁环境的信道测量需求；同时，测量系统中各设备体积小、成本低，能够适用于多种测量场景。
[0126]
本领域普通技术人员应该可以明白，结合本文中所公开的实施方式描述的各示例性的组成部分、系统和方法，能够以硬件、软件或者二者的结合来实现。具体究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路(asic)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本发明的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。
[0127]
需要明确的是，本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本发明的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本发明的精神后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。
[0128]
本发明中，针对一个实施方式描述和/或例示的特征，可以在一个或更多个其它实施方式中以相同方式或以类似方式使用，和/或与其他实施方式的特征相结合或代替其他实施方式的特征。
[0129]
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种基于通用软件无线电外设的无线信道测量方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：获取伪随机fzc序列，导入并存储于预设开发环境平台；对所述伪随机fzc序列进行数据预处理；将所述伪随机fzc序列输入通用软件无线电外设；对所述通用软件无线电外设的发射端进行配置，发送所述伪随机fzc序列；将所述伪随机fzc序列与含高斯白噪声的无线信道进行卷积处理；对所述通用软件无线电外设的接收端进行配置，接收并解调相应的序列信号；将所述伪随机fzc序列和所述序列信号进行滑动相关运算，分辨出多径序列信号的幅度和时延；将所述序列信号与所述伪随机fzc序列的共轭进行卷积处理，得到信道脉冲响应，并根据所述信道脉冲响应基于预设方法得到无线信道功率时延谱。2.根据权利要求1所述的基于通用软件无线电外设的无线信道测量方法，其特征在于，所述伪随机fzc序列为非二进制伪随机序列，数学表达式定义为：其中，n
zc
表示所述伪随机fzc序列的长度；n表示序列元素的序号，且0≤n≤n
zc
；q为序列参数，与n
zc
互质。3.根据权利要求2所述的基于通用软件无线电外设的无线信道测量方法，其特征在于，所述伪随机fzc序列的离散自相关函数计算式表示为：其中，x(n)表示所述伪随机fzc序列；n
zc
表示所述伪随机fzc序列的长度；n表示序列元素的序号，且0≤n≤n
zc
；τ表示时间滞后；表示所述伪随机fzc序列x(n)的共轭。4.根据权利要求1所述的基于通用软件无线电外设的无线信道测量方法，其特征在于，对所述伪随机fzc序列进行数据预处理，包括将所述伪随机fzc序列从浮点型转换为复数型。5.根据权利要求1所述的基于通用软件无线电外设的无线信道测量方法，其特征在于，在所述发射端发送信号之前，还包括对所述伪随机fzc序列进行调频，上变频至射频频段。6.根据权利要求1所述的基于通用软件无线电外设的无线信道测量方法，其特征在于，将所述伪随机fzc序列与含高斯白噪声的无线信道进行卷积处理，计算式表示为：y(n)＝x(n)*h(n)+n(n)；其中，n表示序列元素的序号；x(n)表示所述伪随机fzc序列；h(n)表示所述无线信道；n(n)表示所述高斯白噪声。7.根据权利要求1所述的基于通用软件无线电外设的无线信道测量方法，其特征在于，根据所述信道脉冲响应基于预设方法得到无线信道功率时延谱，所述预设方法为求取所述信道脉冲响应的模值平方，计算式表示为：其中，n表示序列元素的序号；表示所述信道脉冲响应。
8.一种基于通用软件无线电外设的无线信道测量系统，其特征在于，所述系统用于执行如权利要求1至7中所述的基于通用软件无线电外设的无线信道测量方法；所述系统至少包括：序列生成模块，用于生成伪随机fzc序列并存储；对所述伪随机fzc序列进行数据处理；至少一台通用软件无线电外设和两部天线；所述通用软件无线电外设与所述天线连接以进行无线信道测量；预设开发环境平台，用于驱动所述通用软件无线电外设及其连接的天线进行信号的发送与接收；序列处理模块，用于存储并处理接收到的序列信号，生成无线信道功率时延谱。9.根据权利要求8所述的基于通用软件无线电外设的无线信道测量系统，其特征在于，还包括：若所述系统包括一台通用软件无线电外设，所述通用软件无线电外设采用内置时钟，以保证其连接所述天线形成的收发端同步；若所述系统包括大于一台通用软件无线电外设，所述通用软件无线电外设还设有gps时钟，以保证其连接所述天线形成的收发端同步。10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。

技术总结
本发明提供一种基于通用软件无线电外设的无线信道测量方法及系统，包括：获取伪随机FZC序列；对伪随机FZC序列进行数据预处理；将伪随机FZC序列输入通用软件无线电外设；对通用软件无线电外设的发射端和接收端进行配置；发射端发送伪随机FZC序列，将伪随机FZC序列与含高斯白噪声的无线信道进行卷积处理；接收端接收并解调相应的序列信号；将伪随机FZC序列和序列信号进行滑动相关运算，分辨出多径序列信号的幅度和时延；将序列信号与伪随机FZC序列的共轭进行卷积处理，得到信道脉冲响应，并根据信道脉冲响应得到无线信道功率时延谱。本发明提供的测量方法测量效率高、精度高，能够满足各种复杂电磁环境的信道测量需求。满足各种复杂电磁环境的信道测量需求。满足各种复杂电磁环境的信道测量需求。


技术研发人员：王卫民 刘靖渲 吴永乐 杨清华
受保护的技术使用者：北京邮电大学
技术研发日：2023.04.14
技术公布日：2023/8/14