基于波形設(shè)計(jì)的數(shù)字調(diào)制誤差參量計(jì)量方法與系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于波形設(shè)計(jì)的數(shù)字調(diào)制誤差參量計(jì)量方法與系統(tǒng)，其中計(jì)量方法包括以下步驟：a、實(shí)現(xiàn)有限長度數(shù)字調(diào)制信號基帶波形首尾連續(xù)；b、基于誤差符號設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字調(diào)制誤差的設(shè)置；c、形成完整誤差符號幀。通過本發(fā)明的方法及系統(tǒng)解決EVM等數(shù)字調(diào)制誤差參量的計(jì)量問題，實(shí)驗(yàn)表明該計(jì)量方法與系統(tǒng)具有以下特性：1、可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字調(diào)制誤差設(shè)置值在較大范圍內(nèi)的連續(xù)可調(diào)，能夠設(shè)置出預(yù)期的數(shù)字調(diào)制誤差參量。2、EVM等數(shù)字調(diào)制參量的測量值和預(yù)期計(jì)算值的高度吻合。3、數(shù)字調(diào)制參量的測量值讀數(shù)具有非常良好的重復(fù)性。4、這種數(shù)字調(diào)制誤差參量計(jì)量方法與系統(tǒng)適用于幾乎所有的數(shù)字調(diào)制方式，比如256QAM調(diào)制及其更高階的調(diào)制方式。
【專利說明】基于波形設(shè)計(jì)的數(shù)字調(diào)制誤差參量計(jì)量方法與系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)字通信【技術(shù)領(lǐng)域】，對無線通信綜合測試儀或者矢量信號分析儀進(jìn)行基于波形設(shè)計(jì)的數(shù)字調(diào)制誤差參量計(jì)量方法與系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]數(shù)字調(diào)制信號是現(xiàn)代信息傳輸?shù)闹匾d體，已成為信息社會的基石之一，比如無線通信系統(tǒng)就使用多種數(shù)字調(diào)制，如GMSK、QPSK、16QAM、64QAM、256QAM等。其中數(shù)字調(diào)制誤差參量包括誤差矢量幅度均方根值(以下簡稱EvmRms)、誤差矢量幅度峰值(以下簡稱EvmPeak)、幅度誤差均方根值(以下簡稱MagErrRms)、幅度誤差峰值(以下簡稱MagErrPeak)、相位誤差均方根值(以下簡稱PhaseErrRms)、相位誤差峰值(以下簡稱PhaseErrPeak)是衡量數(shù)字調(diào)制信號誤差的重要誤差參量。和所有的物理量一樣，這些誤差參量也必須經(jīng)過可信的、可溯源的計(jì)量，才能保證量值準(zhǔn)確和統(tǒng)一，才能保證信息系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。然而，在目前的數(shù)字調(diào)制誤差參量計(jì)量中仍存在如下問題:
[0003]1、閉環(huán)互測，難于溯源。這主要是指:根據(jù)目前國內(nèi)外的數(shù)字調(diào)制誤差參量計(jì)量方法(例如JJFl 128-2004矢量信號分析儀校準(zhǔn)規(guī)范或JJFl 174-2007數(shù)字信號發(fā)生器校準(zhǔn)規(guī)范規(guī)定的數(shù)字調(diào)制誤差參量計(jì)量方法)，一方面，數(shù)字信號發(fā)生器是用矢量信號分析儀(以下簡稱VSA)來校準(zhǔn)的，即數(shù)字信號發(fā)生器所生成數(shù)字調(diào)制信號的各個誤差參量并不是已知的，而是由VSA測量并分析得出的；另一方面，對VSA的校準(zhǔn)則基于數(shù)字信號發(fā)生器作為標(biāo)準(zhǔn)器。上述計(jì)量過程明顯是一個閉環(huán)互測的過程，而且是一個不可溯源的閉環(huán)互測的過程，是計(jì)量體系中“空中樓閣”，如圖1所示。也就是說，目前的數(shù)字調(diào)制誤差參量計(jì)量得到的誤差參量是不可溯源的，這難于保證計(jì)量過程的準(zhǔn)確度和可信度。
[0004]2、作為校準(zhǔn)VSA標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字調(diào)制信號缺乏誤差參量的設(shè)置。在實(shí)際系統(tǒng)中，由于多種因素的干擾，數(shù)字調(diào)制信號往往是存在誤差的。因此，為了保證VSA能夠準(zhǔn)確計(jì)量數(shù)字調(diào)制信號的各個誤差參量，作為校準(zhǔn)VSA標(biāo)準(zhǔn)器的數(shù)字調(diào)制信號的誤差參量在一定范圍內(nèi)應(yīng)當(dāng)是可以設(shè)置的。VSA的作用之一就是測量較寬范圍內(nèi)的EVM值，比如TD-LTE標(biāo)準(zhǔn)要求16QAM信號的EvmRms〈12.5%.64QAM信號的EvmRms〈8%，起碼應(yīng)該在這個范圍內(nèi)設(shè)置不同的EVM值。正如某卡尺的量程是10厘米，而只使長度0.1厘米的量塊去校準(zhǔn)卡尺，是不夠的。我國研究人員已經(jīng)在相關(guān)文獻(xiàn)中指出了類似問題。然而，當(dāng)前數(shù)字調(diào)制誤差參量的校準(zhǔn)方法卻是不對誤差參量進(jìn)行設(shè)置，這是脫離實(shí)用要求的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明提出一種基于波形設(shè)計(jì)的數(shù)字調(diào)制誤差參量計(jì)量方法與系統(tǒng)。
[0006]該方法包括以下步驟:a、實(shí)現(xiàn)有限長度數(shù)字調(diào)制信號基帶波形首尾連續(xù)的步驟；b、基于誤差符號設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字調(diào)制誤差的設(shè)置的步驟；c、形成完整誤差符號幀的步驟。[0007]其中，步驟a指在矢量調(diào)制信號發(fā)生器的硬件架構(gòu)下，設(shè)計(jì)一個有限持續(xù)時間的IQ基帶波形，然后導(dǎo)入信號發(fā)生器的基帶部分，信號發(fā)生器將以循環(huán)播放的方式將該有限持續(xù)時間的基帶波形進(jìn)行首尾連接，從而實(shí)現(xiàn)有限長度數(shù)字調(diào)制信號基帶波形首尾連續(xù)。進(jìn)一步地，實(shí)現(xiàn)步驟a，可以包括以下三種方式:
[0008](一)步驟a包括如下步驟:
[0009]步驟1:構(gòu)造符號序列，基帶濾波器的時域脈沖截?cái)嚅L度為L個符號周期，構(gòu)造未濾波符號序列的前L個符號和序列的后L個符號構(gòu)成對稱關(guān)系；
[0010]步驟2:預(yù)處理，依據(jù)設(shè)定的基帶波形采樣率和基帶符號速率，將未濾波的IQ符號序列和基帶濾波器沖擊響應(yīng)波形進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬?nèi)插處理，使兩個波形對應(yīng)的時域采樣間隔相等;
[0011]步驟3:時域卷積，將步驟2預(yù)處理后的兩個數(shù)值序列做時域卷積，參與卷積的IQ符號序列的采樣點(diǎn)數(shù)是N，而相應(yīng)的基帶濾波器沖擊響應(yīng)波形采樣點(diǎn)數(shù)是G，卷積結(jié)果的點(diǎn)數(shù)是N+G-1 ；
[0012]步驟4:截取，對步驟3的卷積結(jié)果進(jìn)行截取，截取最中段的N個數(shù)值點(diǎn)，截取結(jié)果是所需基帶波形數(shù)值序列，該序列具有首尾連續(xù)的特性。
[0013](二)步驟a包括如下步驟:
[0014]步驟1:預(yù)處理，依據(jù)設(shè)定的基帶波形采樣率和基帶符號速率，將未濾波的IQ符號序列和基帶濾波器沖擊響應(yīng)波形進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬?nèi)插處理和零值填充，使兩個波形對應(yīng)的時域采樣間隔相等，且點(diǎn)數(shù)相等均為N ；
[0015]步驟2:快速傅里葉變換，將步驟I預(yù)處理后的兩個數(shù)值序列分別做N點(diǎn)的快速傅里葉變換，形成兩個新的N ‘點(diǎn)的序列:Xkl和Xk2,然后對Xkl和Xk2執(zhí)行對應(yīng)兀素順序逐個相乘的運(yùn)算，其結(jié)果Yk也是一個N點(diǎn)的數(shù)值序列；
[0016]步驟3:反快速傅里葉變換，對Yk執(zhí)行反快速傅里葉變換運(yùn)算，形成一個時域的波形數(shù)值序列S，該序列是所需基帶波形數(shù)值序列，該序列具有首尾連續(xù)的特性。
[0017](三)步驟a包括如下步驟:
[0018]步驟1:序列重復(fù)，初始的IQ符號序列包含M個符號，重復(fù)該序列，形成新的序列；
[0019]步驟2:預(yù)處理，依據(jù)設(shè)定的基帶波形采樣率和基帶符號速率，將新的序列和基帶濾波器沖擊響應(yīng)波形進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬?nèi)插處理，或者調(diào)整采樣率，使兩個波形對應(yīng)的時域采樣間隔相等；
[0020]步驟3:時域卷積，將步驟I預(yù)處理后的兩個數(shù)值序列做時域卷積運(yùn)算，參與卷積的IQ符號序列的采樣點(diǎn)數(shù)是2N，相應(yīng)的基帶濾波器沖擊響應(yīng)波形采樣點(diǎn)數(shù)是G，卷積結(jié)果序列用Ckl表不，它的點(diǎn)數(shù)是2N+G-1 ；
[0021]步驟4:截取，對步驟2的卷積結(jié)果Ckl進(jìn)行截取，從選定起始點(diǎn)，截取后面連續(xù)的N個數(shù)值點(diǎn)構(gòu)成的序列，該截取結(jié)果Ck2是所需基帶波形數(shù)值序列，該序列具有首尾連續(xù)的特性，上述選定起始點(diǎn)在Ckl中的選取范圍是:從第G+1個點(diǎn)開始，到第N-2個點(diǎn)，均可選。
[0022]其中，步驟c進(jìn)一步包括如下具體步驟:
[0023]步驟1:構(gòu)造巾貞,列出一組標(biāo)準(zhǔn)符號的復(fù)數(shù)序列Sp S2> Sf Sf Sk,對于每個符號Sk,按照步驟b，設(shè)計(jì)出對應(yīng)的L個誤差符號Skl、Sk2...SkL,形成完整誤差符號幀，將該符號幀為 FrameE ；[0024]步驟2:組合幀，按照實(shí)際測試度符號序列長度的要求，將多個完整誤差符號幀F(xiàn)rameE組合起來,形成一個新的符號矩陣FrameM,將符號矩陣FrameM重組成為單行的復(fù)數(shù)符號數(shù)值序列，然后將各個符號的位置隨機(jī)打亂重排，形成符號序列；
[0025]步驟3:構(gòu)造波形，按照步驟a，基于符號序列Sframe生成首尾連續(xù)的基帶信號波形WBframe,保證基帶信號波形WBframe對應(yīng)的符號序列中，符號幀F(xiàn)rameE包含的每個符號是嚴(yán)格等概率出現(xiàn)的；
[0026]步驟4:生成射頻調(diào)制信號，將基帶波形WBframe進(jìn)行適當(dāng)處理使之適應(yīng)矢量調(diào)制信號發(fā)生器的操作要求，將基帶波形導(dǎo)入矢量調(diào)制信號發(fā)生器的基帶部分，進(jìn)而產(chǎn)生射頻調(diào)制信號WRft.，將該射頻信號輸入被測的矢量信號分析儀VSA進(jìn)行解調(diào)；
[0027]步驟5:設(shè)置矢量信號分析儀，設(shè)置WB&.對應(yīng)的符號總個數(shù)是P，將被測的矢量信號分析儀VSA的符號分析長度設(shè)置為P的整數(shù)倍。
[0028]本發(fā)明還提出一種基于波形設(shè)計(jì)的數(shù)字調(diào)制誤差參量計(jì)量系統(tǒng)，包括:用于實(shí)現(xiàn)所述步驟a的裝置；用于實(shí)現(xiàn)所述步驟b的裝置；用于實(shí)現(xiàn)所述步驟c的裝置。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于波形設(shè)計(jì)的數(shù)字調(diào)制誤差參量計(jì)量方法的流程圖
[0030]圖2現(xiàn)有技術(shù)中不可溯源的閉環(huán)形式的數(shù)字調(diào)制參量的計(jì)量方法
[0031]圖3a未濾波符號數(shù)值序列
[0032]圖3b基帶濾波器沖擊響應(yīng)波形
[0033]圖4沒有采取步驟a處理的基帶濾波后的有限持續(xù)時間的16QAM信號基帶波形的首尾連接處圖樣
[0034]圖5首尾不連續(xù)波形循環(huán)播放后每個符號對應(yīng)的誤差矢量幅度(EVM)
[0035]圖6步驟a第一種實(shí)現(xiàn)方式的IQ符號序列的構(gòu)造
[0036]圖7IQ符號序列的初始部分
[0037]圖8步驟a第三種實(shí)現(xiàn)方式的新的IQ符號序列的初始部分
[0038]圖9采用波形首尾連續(xù)方案后的64QAM信號基帶波形的首尾連接處
[0039]圖10采用波形首尾連續(xù)方案后的64QAM基帶信號循環(huán)播放后每個符號對應(yīng)的誤差矢量幅度(EVM)
[0040]圖1lA點(diǎn)對應(yīng)符號判決域中的數(shù)字調(diào)制誤差坐標(biāo)點(diǎn)設(shè)置
[0041]圖12IQ平面上軸向等比例正三角形設(shè)計(jì)
[0042]圖13 —個完整的誤差符號幀=FrameE
[0043]圖14按照16QAM調(diào)制方式，設(shè)置有標(biāo)準(zhǔn)誤差的數(shù)字調(diào)制信號的VSA解調(diào)測量矢量圖
[0044]圖15按照16QAM調(diào)制方式的預(yù)期設(shè)置EvmRms值(Expected EvmRms),計(jì)算值(calculated)和測量結(jié)果(measured)的關(guān)系；
[0045]其中，頂圖:測量得到的EvmRms ;中圖:EvmRms測量值和計(jì)算預(yù)期值的差值,表述為測量誤差(Measurement Error);底圖:測量讀數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差(讀數(shù)間隔0.1秒)，圖中EvmRms指誤差矢量幅度均方根值；[0046]圖16按照16QAM調(diào)制方式的預(yù)期設(shè)置MagErrRms值(Expected MagErrRms),計(jì)算值(calculated)和測量結(jié)果(measured)的關(guān)系，
[0047]其中，頂圖:測量得到的MagErrRms ;中圖:MagErrRms測量值和計(jì)算預(yù)期值的差值，表述為測量誤差(Measurement Error;底圖:測量讀數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差(讀數(shù)間隔0.1秒)，圖中MagErrRms指幅度誤差均方根值；
[0048]圖17 按照 16QAM調(diào)制方式的預(yù)期設(shè)置 PhaseErrRms 值(Expected PhaseErrRms),計(jì)算值(calculated)和測量結(jié)果(measured)的關(guān)系，
[0049]其中，頂圖:測量得到的PhaseErrRms ;中圖:PhaseErrRms測量值和計(jì)算預(yù)期值的差值，表述為測量誤差(Measurement Error);底圖:測量讀數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差(讀數(shù)間隔0.1秒)，圖中PhaseErrRms指相位誤差均方根值；
[0050]圖18按照64QAM調(diào)制方式，誤差設(shè)置模型中“正三角形半徑” Y (線性量綱)和測量結(jié)果的關(guān)系，
[0051]其中，頂圖:測量得到的EvmRms;中圖:EvmRms測量值(measured)和計(jì)算預(yù)期值(calculated)的差值,表述為測量誤差(Measurement Error);底圖:測量讀數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差(讀數(shù)間隔0.1秒)，圖中EvmRms指誤差矢量幅度均方根值；
[0052]圖19按照64QAM調(diào)制方式，設(shè)置有標(biāo)準(zhǔn)誤差的數(shù)字調(diào)制信號的VSA解調(diào)測量矢量圖；
[0053]圖20按照256QAM調(diào)制方式，誤差設(shè)置模型中“正三角形半徑” Y (線性量綱)和測量結(jié)果的關(guān)系，
[0054]其中，頂圖:測量得到的EvmRms;中圖:EvmRms測量值和計(jì)算預(yù)期值的差值,表述為測量誤差(Measurement Error);底圖:測量讀數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差(讀數(shù)間隔0.1秒)，圖中EvmRms指誤差矢量幅度均方根值；
[0055]圖21按照256QAM調(diào)制方式，誤差設(shè)置模型中“正三角形半徑” Y (線性量綱)和測量結(jié)果的關(guān)系，
[0056]其中，頂圖:測量得到的MagErrRms;中圖:MagErrRms測量值和計(jì)算預(yù)期值的差值，表述為測量誤差(Measurement Error);底圖:測量讀數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差(讀數(shù)間隔0.1秒),圖中MagErrRms指幅度誤差均方根值；
[0057]圖22按照256QAM調(diào)制方式，誤差設(shè)置模型中“正三角形半徑” Y (線性量綱)和測量結(jié)果的關(guān)系，
[0058]其中，頂圖:測量得到的PhaseErrRms;中圖:PhaseErrRms測量值和計(jì)算預(yù)期值的差值，表述為測量誤差(Measurement Error);底圖:測量讀數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差(讀數(shù)間隔0.1秒)，圖中PhaseErrRms指相位誤差均方根值。
【具體實(shí)施方式】
[0059]本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種基于波形設(shè)計(jì)的數(shù)字調(diào)制誤差參量計(jì)量方法。如圖1所示，該方法包括以下步驟:a、實(shí)現(xiàn)有限長度數(shù)字調(diào)制信號基帶波形首尾連續(xù)的步驟；b、基于誤差符號設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字調(diào)制誤差的設(shè)置的步驟、形成完整誤差符號幀的步驟。
[0060]一、實(shí)現(xiàn)有限長度數(shù)字調(diào)制信號基帶波形首尾連續(xù)[0061]在現(xiàn)有矢量調(diào)制信號發(fā)生器的硬件架構(gòu)下，可以設(shè)計(jì)一個有限持續(xù)時間的IQ基帶波形，然后導(dǎo)入信號發(fā)生器的基帶部分，信號發(fā)生器將以循環(huán)播放的方式將該有限持續(xù)時間的基帶波形進(jìn)行首尾連接，從而持續(xù)地調(diào)制載波，形成射頻調(diào)制信號。
[0062]使用數(shù)字信號處理的方式形成一個有限持續(xù)時間的IQ基帶波形的數(shù)值序列，現(xiàn)有技術(shù)中一般有三個步驟:
[0063]1、定義未濾波的符號(I路和Q路分別定義)的數(shù)值序列。如下圖3的(a)所示，為了便于表示，圖3 (a)只顯示了 I路的序列，但是參與運(yùn)算的符號序列包含I路和Q路，一般以復(fù)數(shù)實(shí)部和虛部的形式表示，以下不再單獨(dú)說明。
[0064]2、定義基帶濾波器的時域沖擊響應(yīng)數(shù)值序列，比如常用的升余弦濾波器、根升余弦濾波器、高斯濾波器等等。
[0065]3、未濾波符號數(shù)值序列和基帶濾波器的時域沖擊響應(yīng)波形在時域做卷積，實(shí)現(xiàn)濾波，即形成了“有限持續(xù)時間的IQ基帶波形”。
[0066]但是在不采取特殊處理的情況下，上述卷積得到的波形具有這樣的缺點(diǎn):波形序列第一個和最后一個數(shù)值是不連續(xù)的，這樣由于在信號發(fā)生器內(nèi)部波形是通過首尾連接來實(shí)現(xiàn)循環(huán)播放的，那么在首尾連接處的波形就會不連續(xù)，如圖4所示。
[0067]如圖4所示，基帶波形在首尾連接處的不連續(xù)將導(dǎo)致信號的額外誤差，比如測量圖4所示信號在每個符號上的誤差矢量幅度(EVM)，結(jié)果如圖5。
[0068]分析圖5可知，由于在首尾連接處的不連續(xù)，導(dǎo)致首尾連接處表征信號誤差的EVM值顯著增大，出現(xiàn)明顯的誤差突增。顯然，這樣的信號波形不能作為校準(zhǔn)VSA的標(biāo)準(zhǔn)信號。
[0069]只有實(shí)現(xiàn)了基帶波形首尾連續(xù)，信號才有可能用于數(shù)字調(diào)制誤差參量的計(jì)量，為了實(shí)現(xiàn)基帶波形首尾連續(xù)，本發(fā)明提出3種可以獨(dú)立使用的技術(shù)方案。
[0070]波形首尾連續(xù)實(shí)現(xiàn)技術(shù)方案1:
[0071]步驟1:構(gòu)造符號序列。頻域?yàn)V波等效于時域卷積，如基帶濾波器的時域脈沖截?cái)嚅L度為L個符號周期，則構(gòu)造未濾波符號序列的前L個符號和序列的后L個符號構(gòu)成對稱關(guān)系。如圖6所不。
[0072]步驟2:預(yù)處理。依據(jù)設(shè)定的基帶波形采樣率和基帶符號速率，將未濾波的IQ符號序列和圖3 (b)所示的基帶濾波器沖擊響應(yīng)波形進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬?nèi)插處理，使兩個波形對應(yīng)的時域采樣間隔相等。
[0073]步驟3:時域卷積。將步驟2所述預(yù)處理后的兩個數(shù)值序列做時域卷積。如果參與卷積的IQ符號序列的采樣點(diǎn)數(shù)是N，而相應(yīng)的基帶濾波器沖擊響應(yīng)波形采樣點(diǎn)數(shù)是G，那么卷積結(jié)果的點(diǎn)數(shù)是N+G-1。
[0074]步驟4:截取。對步驟3所述卷積結(jié)果進(jìn)行截取，只截取最中段的N個數(shù)值點(diǎn)即可。該截取結(jié)果就是最終需要的基帶波形數(shù)值序列，該序列具有首尾連續(xù)的特性。
[0075]波形首尾連續(xù)實(shí)現(xiàn)技術(shù)方案2:
[0076]步驟1:預(yù)處理。依據(jù)設(shè)定的基帶波形采樣率和基帶符號速率，將未濾波的IQ符號序列和圖3 (b)所示的基帶濾波器沖擊響應(yīng)波形進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬?nèi)插處理和零值填充，使兩個波形對應(yīng)的時域采樣間隔相等，且點(diǎn)數(shù)相等均為N。
[0077]步驟2:快速傅里葉變換。將步驟I預(yù)處理后的兩個數(shù)值序列分別做N點(diǎn)的快速傅里葉變換(FFT)，這是一種標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字信號處理算法。形成了兩個新的N點(diǎn)的序列:Xkl和Xk2，然后對Xkl和Xk2執(zhí)行對應(yīng)元素順序逐個相乘運(yùn)算，其結(jié)果Yk也是一個N點(diǎn)的數(shù)值序列。
[0078]步驟3:反快速傅里葉變換。對Yk執(zhí)行反快速傅里葉變換運(yùn)算(IFFT)，形成一個時域的波形數(shù)值序列S，就是最終需要的基帶波形數(shù)值序列，該序列具有首尾連續(xù)的特性。
[0079]波形首尾連續(xù)實(shí)現(xiàn)技術(shù)方案3:
[0080]步驟1:序列重復(fù)。如初始的IQ符號序列包含M個符號，可以表示為圖6所示形式。然后重復(fù)該序列，形成新的序列，如圖8所示。
[0081]步驟2:預(yù)處理。依據(jù)設(shè)定的基帶波形采樣率和基帶符號速率，將圖8所示IQ符號序列和圖3 (b)所示的基帶濾波器沖擊響應(yīng)波形進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬?nèi)插處理，或者調(diào)整采樣率，使兩個波形對應(yīng)的時域采樣間隔相等。[0082]步驟3:時域卷積。將步驟2所述預(yù)處理后的兩個數(shù)值序列做時域卷積運(yùn)算。如果參與卷積的IQ符號序列的采樣點(diǎn)數(shù)是2N，而相應(yīng)的基帶濾波器沖擊響應(yīng)波形采樣點(diǎn)數(shù)是G，那么卷積結(jié)果序列可以用Ckl表示，它的點(diǎn)數(shù)是2N+G-1。
[0083]步驟4:截取。對步驟3所述卷積結(jié)果Ckl進(jìn)行截取，可以從選定起始點(diǎn)，截取后面連續(xù)的N個數(shù)值點(diǎn)構(gòu)成的序列，該截取結(jié)果Ck2就是最終需要的基帶波形數(shù)值序列，該序列具有首尾連續(xù)的特性。上述選定起始點(diǎn)在Ckl中的選取范圍是:從第G+1個點(diǎn)開始，到第N-2個點(diǎn)，均可選。
[0084]上述三個方案是獨(dú)立的，且都是有效的，采用首尾波形連續(xù)的技術(shù)方案后，可以達(dá)到的效果如下圖9、圖10所示。
[0085]對比圖9和圖4，圖10和圖5，顯然有:波形首尾連續(xù)方案是有效的，這樣就確定了本發(fā)明的一個基礎(chǔ)技術(shù)。
[0086]二、基于誤差符號設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)的數(shù)字調(diào)制誤差設(shè)置
[0087]要設(shè)計(jì)數(shù)字調(diào)制誤差，就要依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的(無失真無誤差)的符號序列去設(shè)計(jì)誤差符號。假設(shè)某種數(shù)字調(diào)制方式對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)符號的復(fù)數(shù)序列是S1、S2、Sf-Sk…SK，顯然每一個復(fù)數(shù)符號對應(yīng)IQ平面上的一個坐標(biāo)點(diǎn)。一般地，假設(shè)Sk在IQ平面上對應(yīng)A點(diǎn)，依據(jù)經(jīng)典數(shù)字通信理論，在IQ平面上存在一個區(qū)域稱為“符號Sk的判決域”，如果判決得到的采樣矢量落入該區(qū)域，均判決為符號Sk，作為示意圖，“符號Sk的判決域”如下圖11的灰色區(qū)域所示，那么在判決域內(nèi)設(shè)計(jì)若干個A點(diǎn)以外的點(diǎn),將這些點(diǎn)標(biāo)記為A1、A2…Alj,它們對應(yīng)的復(fù)數(shù)數(shù)值依次為SkpSySv那么就可以在IQ平面上，利用幾何關(guān)系和EVM等數(shù)字調(diào)制誤差參量的定義，計(jì)算出該設(shè)置對應(yīng)的數(shù)字調(diào)制誤差參量，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)字調(diào)制誤差的設(shè)置。LS 1，對于不同的符號，L可以相等，也可以不等。
[0088]IQ坐標(biāo)點(diǎn)Ap H的幾何樣式設(shè)計(jì)可以多種多樣，比如三角形、五邊形、六邊形等等。本發(fā)明給出一種較優(yōu)的設(shè)計(jì)實(shí)例，可以將這種方法稱之為“軸向等比例正三角形設(shè)計(jì)”，如圖12所示。
[0089]圖12中A點(diǎn)是一個標(biāo)準(zhǔn)符號對應(yīng)的IQ坐標(biāo)點(diǎn)，設(shè)A點(diǎn)復(fù)數(shù)坐標(biāo)是:I+jQ,矢量04的幅度是Ma，相角是ΘΑ，那么在A點(diǎn)判決域內(nèi)設(shè)置的Ap A2、A3三點(diǎn)的矢量坐標(biāo)分別如式
(I)~(3)所示。
[0090]
【權(quán)利要求】
1.一種基于波形設(shè)計(jì)的數(shù)字調(diào)制誤差參量計(jì)量方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: a、實(shí)現(xiàn)有限長度數(shù)字調(diào)制信號基帶波形首尾連續(xù)的步驟； b、基于誤差符號設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字調(diào)制誤差的設(shè)置的步驟； C、形成完整誤差符號幀的步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)量方法，其中，步驟a指在矢量調(diào)制信號發(fā)生器的硬件架構(gòu)下，設(shè)計(jì)一個有限持續(xù)時間的IQ基帶波形，然后導(dǎo)入信號發(fā)生器的基帶部分，信號發(fā)生器將以循環(huán)播放的方式將該有限持續(xù)時間的基帶波形進(jìn)行首尾連接，從而實(shí)現(xiàn)有限長度數(shù)字調(diào)制信號基帶波形首尾連續(xù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)量方法，其中，步驟a包括如下步驟: 步驟1:構(gòu)造符號序列，基帶濾波器的時域脈沖截?cái)嚅L度為L個符號周期，構(gòu)造未濾波符號序列的前L個符號和序列的后L個符號構(gòu)成對稱關(guān)系； 步驟2:預(yù)處理，依據(jù)設(shè)定的基帶波形采樣率和基帶符號速率，將未濾波的IQ符號序列和基帶濾波器沖擊響應(yīng)波形進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬?nèi)插處理，使兩個波形對應(yīng)的時域采樣間隔相等； 步驟3:時域卷積，將步驟2預(yù)處理后的兩個數(shù)值序列做時域卷積，參與卷積的IQ符號序列的采樣點(diǎn)數(shù)是N，而相應(yīng)的基帶濾波器沖擊響應(yīng)波形采樣點(diǎn)數(shù)是G，卷積結(jié)果的點(diǎn)數(shù)是N+G-1 ； 步驟4:截取，對步驟3的卷積結(jié)果進(jìn)行截取，截取最中段的N個數(shù)值點(diǎn)，截取結(jié)果是所需基帶波形數(shù)值序列，該序列具有首尾連續(xù)的特性。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)量方法，其中，步驟a包括如下步驟: 步驟1:預(yù)處理，依據(jù)設(shè)定的基帶波形采樣率和基帶符號速率，將未濾波的IQ符號序列和基帶濾波器沖擊響應(yīng)波形進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬?nèi)插處理和零值填充，使兩個波形對應(yīng)的時域采樣間隔相等，且點(diǎn)數(shù)相等均為N; 步驟2:快速傅里葉變換，將步驟I預(yù)處理后的兩個數(shù)值序列分別做N點(diǎn)的快速傅里葉變換，形成兩個新的N ‘點(diǎn)的序列:Xkl和Xk2，然后對Xkl和Xk2執(zhí)行對應(yīng)元素順序逐個相乘的運(yùn)算，其結(jié)果Yk也是一個N點(diǎn)的數(shù)值序列； 步驟3:反快速傅里葉變換，對Yk執(zhí)行反快速傅里葉變換運(yùn)算，形成一個時域的波形數(shù)值序列S，該序列是所需基帶波形數(shù)值序列，該序列具有首尾連續(xù)的特性。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)量方法，其中，步驟a包括如下步驟: 步驟1:序列重復(fù)，初始的IQ符號序列包含M個符號，重復(fù)該序列，形成新的序列； 步驟2:預(yù)處理，依據(jù)設(shè)定的基帶波形采樣率和基帶符號速率，將新的序列和基帶濾波器沖擊響應(yīng)波形進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬?nèi)插處理，或者調(diào)整采樣率，使兩個波形對應(yīng)的時域采樣間隔相等； 步驟3:時域卷積，將步驟I預(yù)處理后的兩個數(shù)值序列做時域卷積運(yùn)算，參與卷積的IQ符號序列的采樣點(diǎn)數(shù)是2N，相應(yīng)的基帶濾波器沖擊響應(yīng)波形采樣點(diǎn)數(shù)是G，卷積結(jié)果序列用Ckl表示，它的點(diǎn)數(shù)是2N+G-1 ； 步驟4:截取，對步驟3的卷積結(jié)果Ckl進(jìn)行截取，從選定起始點(diǎn)，截取后面連續(xù)的N個數(shù)值點(diǎn)構(gòu)成的序列，該截取結(jié)果Ck2是所需基帶波形數(shù)值序列，該序列具有首尾連續(xù)的特性，上述選定起始點(diǎn)在Ckl中的選取范圍是:從第G+1個點(diǎn)開始，到第N-2個點(diǎn)，均可選。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)量方法，其中，步驟c包括如下步驟: 步驟1:構(gòu)造幀，列出一組標(biāo)準(zhǔn)符號的復(fù)數(shù)序列Sp S2> Sf Sf Sk,對于每個符號Sk,按照步驟b，設(shè)計(jì)出對應(yīng)的L個誤差符號Skl、Skf.Sky形成完整誤差符號幀，將該符號幀為FrameE ； 步驟2:組合幀，按照實(shí)際測試度符號序列長度的要求，將多個完整誤差符號幀F(xiàn)rameE組合起來，形成一個新的符號矩陣FrameM，將符號矩陣FrameM重組成為單行的復(fù)數(shù)符號數(shù)值序列，然后將各個符號的位置隨機(jī)打亂重排，形成符號序列； 步驟3:構(gòu)造波形，按照步驟a，基于符號序列生成首尾連續(xù)的基帶信號波形WBframe,保證基帶信號波形WBframe對應(yīng)的符號序列中，符號幀F(xiàn)rameE包含的每個符號是嚴(yán)格等概率出現(xiàn)的； 步驟4:生成射頻調(diào)制信號，將基帶波形WBframe進(jìn)行適當(dāng)處理使之適應(yīng)矢量調(diào)制信號發(fā)生器的操作要求，將基帶波形導(dǎo)入矢量調(diào)制信號發(fā)生器的基帶部分，進(jìn)而產(chǎn)生射頻調(diào)制信號WRft.，將該射頻信號輸入被測的矢量信號分析儀VSA進(jìn)行解調(diào)； 步驟5:設(shè)置矢量信號分析儀，設(shè)置WBfranre對應(yīng)的符號總個數(shù)是P，將被測的矢量信號分析儀VSA的符號分析長度設(shè)置為P的整數(shù)倍。
7.一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-6之一所述的計(jì)量方法的計(jì)量系統(tǒng)，包括: 用于實(shí)現(xiàn)所述步驟a的裝置； 用于實(shí)現(xiàn)所述步驟b的裝置； 用于實(shí)現(xiàn)所述步驟c的 裝置。
【文檔編號】H04L27/36GK103532906SQ201310499303
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月20日
【發(fā)明者】周峰, 張睿, 王南, 肖靂, 盧民牛, 陸冰松, 郭隆慶, 張小雨, 牟丹, 成鍇 申請人:工業(yè)和信息化部通信計(jì)量中心