專利名稱：一種矢量信號(hào)分析方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信系統(tǒng)的信號(hào)分析技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種矢量信號(hào)分析方法和裝置。
背景技術(shù)：
在多種調(diào)制格式、大范圍的碼元速率的接收機(jī)中，對(duì)于不同碼元速率的調(diào)制信號(hào)接收需要可配置的、可編程的硬件設(shè)備。一般采用可變的高采樣頻率的A/D(analog todigital，模擬到數(shù)字)轉(zhuǎn)換，使采樣數(shù)據(jù)為碼元速率乘上每個(gè)碼元點(diǎn)數(shù)的整數(shù)倍。然后經(jīng)過抽取濾波器，使速率降低為碼元速率乘上每個(gè)碼元點(diǎn)數(shù)，再經(jīng)過FIR濾波成形，最后送給軟件分析，算出接收的原始信息。該方法對(duì)硬件要求很高，要求高頻率、高精度、大范圍的時(shí)鐘發(fā)生器，并且要有大范圍抽取的濾波抽取器。目前實(shí)現(xiàn)高頻率、高精度、大范圍的時(shí)鐘發(fā)生器可基于Σ -Δ調(diào)制噪聲成形技術(shù)的小數(shù)N頻率合成器來實(shí)現(xiàn)，該方法技術(shù)要求很高，實(shí)現(xiàn)很困難；另一種方法是用DDS(Direct Digital Frequency Synthesis,直接數(shù)字頻率合成)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，方法簡(jiǎn)單，但是DDS雜散很難消除。另外，采用可變的高采樣頻率的A/D轉(zhuǎn)換，這樣后續(xù)處理模塊的時(shí)鐘也需要同步改變，模塊內(nèi)部時(shí)延很難控制，因此，該方法主要運(yùn)用在固定幾種碼元速率下的調(diào)制分析，在多種調(diào)制格式、大范圍的碼元速率的接收機(jī)中，采用上述方法的局限性非常明顯。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種矢量信號(hào)分析方法和裝置，使接收機(jī)能夠?qū)邮盏降亩喾N調(diào)制格式下的不同碼元速率的調(diào)制信號(hào)進(jìn)行解調(diào)分析。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，所述矢量信號(hào)分析方法，包括:將矢量調(diào)制信號(hào)經(jīng)過A/D變換得到數(shù)字信號(hào)，再經(jīng)過IQ分離后得到1、Q兩路數(shù)據(jù)流；按照每路數(shù)據(jù)流對(duì)應(yīng)的預(yù)期抽取率對(duì)所述數(shù)據(jù)流進(jìn)行小數(shù)抽取，預(yù)期抽取率=A/D變換的時(shí)鐘頻率/(碼元速率X碼元點(diǎn)數(shù))；再對(duì)經(jīng)過小數(shù)抽取后輸出的數(shù)據(jù)流進(jìn)行載波同步和位同步，然后經(jīng)過FIR(Finite Impulse Response,有限長(zhǎng)單位沖激響應(yīng))成形濾波處理以消除碼間干擾以及數(shù)字化尾數(shù)調(diào)制干擾；接下來將經(jīng)過FIR成形濾波處理后的1、Q兩路數(shù)據(jù)流進(jìn)行矢量解調(diào)和數(shù)據(jù)恢復(fù)，得到原始數(shù)據(jù)流。進(jìn)一步的，所述按照每路數(shù)據(jù)流對(duì)應(yīng)的預(yù)期抽取率對(duì)所述數(shù)據(jù)流進(jìn)行小數(shù)抽取，具體包括:基于所述數(shù)據(jù)流對(duì)應(yīng)的預(yù)期抽取率，采用Σ -Δ調(diào)制變換的方式獲得在每個(gè)A/D變換的時(shí)鐘周期內(nèi)對(duì)所述數(shù)據(jù)流的抽取率，然后在每個(gè)A/D變換的時(shí)鐘周期內(nèi)根據(jù)相應(yīng)的抽取率對(duì)所述數(shù)據(jù)流進(jìn)行數(shù)據(jù)抽取，通過在時(shí)間上的累積效果實(shí)現(xiàn)按照所述數(shù)據(jù)流對(duì)應(yīng)的預(yù)期抽取率對(duì)所述數(shù)據(jù)流進(jìn)行小數(shù)抽取。
進(jìn)一步的，所述基于所述數(shù)據(jù)流對(duì)應(yīng)的預(yù)期抽取率，采用Σ -Δ調(diào)制變換的方式獲得在每個(gè)A/d變換的時(shí)鐘周期內(nèi)對(duì)所述數(shù)據(jù)流的抽取率，具體包括:設(shè)所述預(yù)期抽取率的整數(shù)部分為N，小數(shù)部分為.F ；在離散時(shí)域中，Z為拉普拉斯變量，將預(yù)期抽取率的的整數(shù)部分N和小數(shù)部分.F帶入下面m個(gè)循環(huán)迭代的等式中按照A/D變換的時(shí)鐘周期進(jìn)行運(yùn)算，m=l、2、3、4或5，i為變量:
權(quán)利要求
1.一種矢量信號(hào)分析方法，其特征在于，包括: 將矢量調(diào)制信號(hào)經(jīng)過A/D變換得到數(shù)字信號(hào)，再經(jīng)過IQ分離后得到1、Q兩路數(shù)據(jù)流； 按照每路數(shù)據(jù)流對(duì)應(yīng)的預(yù)期抽取率對(duì)所述數(shù)據(jù)流進(jìn)行小數(shù)抽取，預(yù)期抽取率=A/D變換的時(shí)鐘頻率/(碼元速率X碼元點(diǎn)數(shù))；再對(duì)經(jīng)過小數(shù)抽取后輸出的數(shù)據(jù)流進(jìn)行載波同步和位同步，然后經(jīng)過有限長(zhǎng)單位沖激響應(yīng)FIR成形濾波處理以消除碼間干擾以及數(shù)字化尾數(shù)調(diào)制干擾； 接下來將經(jīng)過FIR成形濾波處理后的1、Q兩路數(shù)據(jù)流進(jìn)行矢量解調(diào)和數(shù)據(jù)恢復(fù)，得到原始數(shù)據(jù)流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的矢量信號(hào)分析方法，其特征在于，所述按照每路數(shù)據(jù)流對(duì)應(yīng)的預(yù)期抽取率對(duì)所述數(shù)據(jù)流進(jìn)行小數(shù)抽取，具體包括: 基于所述數(shù)據(jù)流對(duì)應(yīng)的預(yù)期抽取率，采用Σ -Δ調(diào)制變換的方式獲得在每個(gè)A/D變換的時(shí)鐘周期內(nèi)對(duì)所述數(shù)據(jù)流的抽取率，然后在每個(gè)A/D變換的時(shí)鐘周期內(nèi)根據(jù)相應(yīng)的抽取率對(duì)所述數(shù)據(jù)流進(jìn)行數(shù)據(jù)抽取，通過在時(shí)間上的累積效果實(shí)現(xiàn)按照所述數(shù)據(jù)流對(duì)應(yīng)的預(yù)期抽取率對(duì)所述數(shù)據(jù)流進(jìn)行小數(shù)抽取。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的矢量信號(hào)分析方法，其特征在于，所述基于所述數(shù)據(jù)流對(duì)應(yīng)的預(yù)期抽取率，采用Σ -Δ調(diào)制變換的方式獲得在每個(gè)A/D變換的時(shí)鐘周期內(nèi)對(duì)所述數(shù)據(jù)流的抽取率，具體包括: 設(shè)所述預(yù)期抽取率的整數(shù)部分為N，小數(shù)部分為.F ； 在離散時(shí)域中，Z為拉普拉斯變量，將預(yù)期抽取率的整數(shù)部分N和小數(shù)部分.F帶入下面m個(gè)循環(huán)迭代的等式中按照A/D變換的時(shí)鐘周期進(jìn)行運(yùn)算，m=l、2、3、4或5，i為變量: N1 (Z)=.F (Z)+ (1-Z^1) Eql (Z)； N2(Z)=-Eql (Z)+ (1-Z^1) Eq2 (Z)； Nm(Z)=-Eqm^1 (Z)+ (1-Z^1) Eqm(Z)；
4.根據(jù)權(quán)利要求廣3中任一項(xiàng)所述的矢量信號(hào)分析方法，其特征在于，所述方法還包括:在進(jìn)行載波同步和位同步之后且進(jìn)行FIR成形濾波之前，按照降速抽取率對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行數(shù)據(jù)抽取，所述降速抽取率=A/D變換的時(shí)鐘頻率/(碼元速率X碼元點(diǎn)數(shù)X預(yù)期抽取率)。
5.一種矢量信號(hào)分析裝置，其特征在于，包括:A/D變換模塊、IQ分離模塊、小數(shù)抽取模塊、同步模塊、FIR成形濾波模塊、矢量解調(diào)模塊和恢復(fù)數(shù)據(jù)流模塊，其中， 矢量調(diào)制信號(hào)經(jīng)過A/D變換模塊形成數(shù)字信號(hào)，再經(jīng)過IQ分離模塊后得到1、Q兩路數(shù)據(jù)流； 小數(shù)抽取模塊按照每路數(shù)據(jù)流對(duì)應(yīng)的預(yù)期抽取率對(duì)每路數(shù)據(jù)流進(jìn)行小數(shù)抽取，預(yù)期抽取率=A/D變換的時(shí)鐘頻率/(碼元速率X碼元點(diǎn)數(shù))；經(jīng)過小數(shù)抽取后輸出的數(shù)據(jù)流通過同步模塊進(jìn)行載波同步和位同步，然后經(jīng)過FIR成形濾波模塊消除碼間干擾以及數(shù)字化尾數(shù)調(diào)制干擾； 經(jīng)過FIR成形濾波模塊處理后的1、Q兩路數(shù)據(jù)流再經(jīng)過矢量解調(diào)模塊和恢復(fù)數(shù)據(jù)流模塊處理后得到原始數(shù)據(jù)流。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的矢量信號(hào)分析裝置，其特征在于，所述小數(shù)抽取模塊包括:Σ-Δ調(diào)制變換模塊和可變抽取模塊，其中，所述Σ-Δ調(diào)制變換模塊基于所述數(shù)據(jù)流對(duì)應(yīng)的預(yù)期抽取率，對(duì)可變抽取模塊在每個(gè)A/D變換的時(shí)鐘周期內(nèi)的抽取率進(jìn)行控制，所述可變抽取模塊在A/D變換的每個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)均根據(jù)相應(yīng)的抽取率對(duì)所述數(shù)據(jù)流進(jìn)行數(shù)據(jù)抽取，通過在時(shí)間上的累積效果實(shí)現(xiàn)按照每路數(shù)據(jù)流對(duì)應(yīng)的預(yù)期抽取率對(duì)每路數(shù)據(jù)流進(jìn)行小數(shù)抽取。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的矢量信號(hào)分析裝置，其特征在于，所述預(yù)期抽取率包括整數(shù)部分和小數(shù)部分； 所述Σ -Δ調(diào)制變換模塊由m個(gè)一階回路級(jí)聯(lián)組成，m=l、2、3、4或5; 在第一階回路中:預(yù)期抽取率的小數(shù)部分作為輸入信號(hào)與由輸出信號(hào)反饋回來且經(jīng)過信號(hào)延遲器延遲一個(gè)A/D變換時(shí)鐘周期后取反的信號(hào)經(jīng)過累加器累加，然后經(jīng)過積分器處理，積分器輸出的信號(hào)與本階回路的量化噪聲信號(hào)經(jīng)過累加器累加得到本階回路的輸出信號(hào); 在第二、階回路中，上一階回路中的輸出信號(hào)取反后與上一階回路中經(jīng)過積分器處理后輸出的信號(hào)經(jīng)過累加器累加后得到的數(shù)據(jù)作為本階回路的輸入信號(hào)，本階回路的輸入信號(hào)與由輸出信號(hào)反饋回來且經(jīng)過信號(hào)延遲器延遲一個(gè)A/D變換時(shí)鐘周期后取反的本階回路輸出信號(hào)經(jīng)過累加器累加，然后經(jīng)過積分器處理，積分器輸出的信號(hào)與本階回路的量化噪聲信號(hào)經(jīng)過累加器累加，然后經(jīng)過微分器處理得到本階回路的輸出信號(hào)；在任意一階回路中，輸出信號(hào)取反，與經(jīng)過積分器處理后輸出的信號(hào)經(jīng)過累加器累加，對(duì)累加器處理后輸出的數(shù)據(jù)取反即得到本階回路的量化噪聲信號(hào)； 預(yù)期抽取率的整數(shù)部分作為輸入信號(hào)與m個(gè)一階回路的輸出信號(hào)經(jīng)過累加器累加并取整即得到可變抽取模塊在每個(gè)A/D變換的時(shí)鐘周期內(nèi)的抽取率。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的矢量信號(hào)分析裝置，其特征在于，在所述同步模塊與所述FIR成形濾波模塊之間接入整數(shù)抽取模塊，所述整數(shù)抽取模塊按照降速抽取率對(duì)同步模塊輸出的數(shù)據(jù)流進(jìn)行數(shù)據(jù)抽取，所述降速抽取率=A/D變換的時(shí)鐘頻率/(碼元速率X碼元點(diǎn)數(shù)X預(yù)期抽取率)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的矢量信號(hào)分析裝置，其特征在于， 所述可變抽取模塊為CIC濾波器或者線性濾波器； 所述整數(shù)抽取模塊包括:相互連接的級(jí)聯(lián)積分梳狀CIC濾波器和半帶濾波器，其中，數(shù)據(jù)流依次經(jīng)過CIC濾波器和半帶濾波器進(jìn)行處理。
10.根據(jù)權(quán)利要 求5、中任一項(xiàng)所述的矢量信號(hào)分析裝置，其特征在于，所述FIR成形濾波模塊為:根升余弦濾波器、升余弦濾波器、高斯濾波器或者IS95濾波器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種矢量信號(hào)分析方法和裝置，采用固定采樣的A/D變換，將矢量調(diào)制信號(hào)數(shù)字化，再經(jīng)過基于∑-Δ調(diào)制變換成形技術(shù)的小數(shù)抽取模塊變換數(shù)據(jù)速率，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)重采樣，使得數(shù)據(jù)速率等于碼元速率與碼元點(diǎn)數(shù)的整數(shù)倍，再經(jīng)過FIR成形濾波以消除碼間干擾及由∑-Δ調(diào)制變換帶來的數(shù)字化尾數(shù)調(diào)制干擾，最后進(jìn)行矢量解調(diào)和數(shù)據(jù)恢復(fù)，最終得到出接收的原始信息。本發(fā)明利用∑-Δ調(diào)制變換成形技術(shù)實(shí)現(xiàn)采樣率變換，實(shí)現(xiàn)不同碼元速率的矢量調(diào)制信號(hào)的接收和信號(hào)質(zhì)量分析，提升接收機(jī)性能。
文檔編號(hào)H04L27/00GK103117972SQ20131003202
公開日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2013年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月28日
發(fā)明者凌云志 申請(qǐng)人:中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十一研究所