基于大規(guī)模多天線信道測量平臺的控制軟件開發(fā)與測試.pdf

1、隨著智能終端廣泛應(yīng)用以及移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求持續(xù)增長，無線傳輸數(shù)據(jù)流量呈千倍增長，系統(tǒng)能源消耗也越來越大。為了從根本上解決現(xiàn)有移動通信系統(tǒng)頻譜和功率利用率低的問題，真正實現(xiàn)綠色通信和更高頻譜利用率的雙重目標，就需要加快5G（the5th Generation mobile communication technology，第五代移動通信技術(shù)）的研究。大規(guī)模多天線技術(shù)憑借其多方面的優(yōu)越性能成為5G研究中最熱的一個方向。當基站側(cè)天線數(shù)目要遠多于

2、用戶端的天線數(shù)目時，基站到各個用戶間的信道將趨于正交，則基站端配備大規(guī)模的天線單元所構(gòu)成的大規(guī)模多天線系統(tǒng)，可以獲得巨大的陣列增益以及干擾抑制增益，能夠大幅提升頻譜效率和功率效率，真正實現(xiàn)綠色的海量數(shù)據(jù)無線傳輸。
　　準確獲得無線信道特征是移動通信研究的首要條件，可以給信道模型的構(gòu)建、無線通信標準制定和系統(tǒng)樣機測試提供重要的理論指導(dǎo)和技術(shù)支持。為了準確得到基站端安置大量天線組成的大規(guī)模多天線系統(tǒng)的信道特性，最行之有效的辦法就是對真

3、實的物理信道開展測量。鑒于目前標準商用的信道測量設(shè)備大都造價十分昂貴，本團隊提出了用于大規(guī)模多天線系統(tǒng)信道測量的完整軟硬件設(shè)計方案。本文主要研究了基于大規(guī)模多天線信道測量的控制軟件的設(shè)計開發(fā)過程，并通過實驗室驗證測試表明所設(shè)計的控制軟件能夠?qū)崿F(xiàn)不同環(huán)境下的測試要求。
　　針對不同的信道環(huán)境以及測試要求，本文開發(fā)了基于大規(guī)模多天線的靜態(tài)信道測量控制軟件以及時變信道測量控制軟件。這兩種信道測量控制軟件都是基于Windows操作系統(tǒng)平臺

4、，以Microsoft Visual Studio2010作為應(yīng)用程序開發(fā)環(huán)境，以MFC（Microsoft Foundation Class，微軟基礎(chǔ)類庫）對話框資源作為基礎(chǔ)框架程序完成。本文開發(fā)的兩種信道測量控制軟件創(chuàng)新思想點主要有:
　　(1)介紹了大規(guī)模多天線靜態(tài)信道測量系統(tǒng)中虛擬天線陣列設(shè)計原理，進而提出基于虛擬連續(xù)存儲的多天線信道數(shù)據(jù)采集方案的靜態(tài)信道測量控制軟件開發(fā)方法。并且針對已開發(fā)成功的測試方案存在的問題，進一步

5、提出了改進方案和相關(guān)控制軟件的實現(xiàn)方法，為后續(xù)工作提供指導(dǎo)方向。
　　(2)介紹了時變信道測量平臺搭建方法。根據(jù)奈奎斯特采樣定理可知，如果信道CIR（Channel Impulse Response，信道沖激響應(yīng)）的更新頻率快于信道變化速度的2倍，那么接收端就可以完全恢復(fù)信道的時變特征?；诖嗽瓌t，本文提出了基于等間隔數(shù)據(jù)存儲方案的時變信道測量控制軟件的開發(fā)方法。
　　(3)由于數(shù)據(jù)采集卡支持雙通道數(shù)據(jù)采集，時變信道測量控制