功率谱密度函数为S(f)，组合滤波数字信号传输系统的频率响应为 H( j2时），则输出的有色噪声功率谱密度(f)可表示为：
[0050] S'(f)=S(f)*[H(j2时）]2 (1)。
[0051 ] 步骤S2进一步包括如下子步骤：
[0052] S2.1、采用多片大容量高速闪存并行的方式将有色相位噪声信号数据分布存储；
[0053] S2.2、运用高速时钟并行调用，进行跨时钟域处理和数据分配，将不连续的数据整 合成连续的数据流，从而实现有色相位噪声信号数据的调用。
[0054] 步骤S2的具体过程为：
[0055] 为了实现较高频率载波信号近载频相位噪声调制，需要长噪声周期W提高相位噪 声调制的频率分辨力，需要较高的时钟频率W提高输出载波信号的频率，因此将会产生海 量的有色相位噪声信号数据。另外，由于噪声信号数据为浮点运算得到，运算量很大，处理 器的运算能力无法满足实时性要求。故采用分步处理的方式同时满足海量数据存储和实时 调用的需求。
[0056] 首先，在现场可编程口阵列高速时钟的控制下，采用多片大容量高速闪存并行的 方式将海量有色相位噪声信号数据分布存储。数据调用时，现场可编程口阵列运用高速时 钟并行调用，进行跨时钟域处理和数据分配，将不连续的数据整合成连续的数据流的方式， 从而实现有色相位噪声信号数据的调用，数据调用速率是单片高速闪存调用速率的N倍(N 为高速闪存的片数），满足了有色相位噪声信号数据的实时需求。
[0057] 步骤S3进一步包括如下子步骤：
[005引S3.1、根据频率控制指令，生成频率控制信号；
[0059] S3.2、根据频率控制信号，生成原始相位控制信号；
[0060] S3.3、对原始相位控制信号与有色相位噪声数字信号进行数字混频，得到包含有 色相位噪声调制信息的相位控制信号。
[0061 ] 步骤S3的具体过程为：
[0062] 理想正弦信号的表达式为：
[0063] A(t)=sin(wt+4) ) (2)
[0064] 在公式(2)中，A为信号幅度，W为角频率，t为时间，d)为相位。
[0065] 根据调相原理，对每个时刻的相位wt+d)加上一个噪声相位(6/，那么调制后信号 为：
[0066] A'(t) =sin(wt+4 + 4 ' ) =sin(wt+4 )cos 4 '+cos(wt+4 )sin 4 ' (3)
[0067] 由于噪声相位(6/趋近于零，根据窄带调相原理，可认为 [006引 COS 4 ' * 1，sin 4 ' * 4 '，那么：
[0069] A'(t) =sin(wt+4 )+4 ' cos(wt+4 ) (4)
[0070] 可见，调制后信号在频谱上表现为原始信号与噪声信号的叠加，形成相位噪声调 制f胃号。
[0071 ]在现场可编程口阵列内部，基于直接数字频率合成技术，根据频率控制指令，可得 到信号产生所需要的频率控制信号，根据频率控制信号进而得到原始相位控制信号，原始 相位控制信号与有色相位噪声数字信号进行数字混频后，即可得到包含有色相位噪声调制 信息的相位控制信号。
[0072] 步骤S4进一步包括如下子步骤：
[0073] S4.1、生成m路时钟信号，每路时钟信号的频率均为数模转换器时钟频率的1/m;
[0074] S4.2、根据m路包含有色相位噪声调制信息的相位控制信号进行查表，得到m路相 应的幅度控制数据；
[0075] S4.3、将m路幅度控制数据在时钟的控制下进行合路，得到与数模转换器时钟频率 相匹配的连续数据流，经过数模转换器后得到相位噪声经过调制的载波信号。
[0076] 步骤S4的具体过程为：
[0077] 在现场可编程口阵列内部，由于受器件自身特性的限制，工作时钟频率不能满足 直接数字频率合成高频率信号输出的要求，因此，为了实现输出信号的高频率，采用多路并 行直接数字频率合成的方式。
[0078] 基于直接数字频率合成的原理，设时钟频率为fs，频率控制字为K，频率累加字为 N，输出信号频率f。，则有：
[0080]若采用m路并行直接数字频率合成的方式实现，于每一路而言，相当于频率控制字 K扩大为原来的m倍，那么最终输出信号频率fm。为：
[0082] 式(5)、（6)说明，在输出信号频率不变的条件下，m路并行直接数字频率合成的时 钟频率为原时钟频率fs的1/m，降低了时钟的频率。同理，在单路时钟频率不变的条件下，m 路并行直接数字频率合成的输出信号频率可提高m倍。
[0083] 在现场可编程口阵列内部，直接数字频率合成的时钟频率要与数模转换器的时钟 频率相匹配。在现场可编程口阵列内部生成m路时钟信号，单路直接数字频率合成的时钟频 率，即m路时钟信号中每路时钟信号的频率为数模转换器时钟频率的1/m。利用现场可编程 口阵列内部的直接数字频率合成器内核，根据包含有色相位噪声调制信息的相位控制信号 进行查表，得到m路相应的幅度控制数据。对于每一路的相位控制信号，首先要确定基准相 位值，然后将频率控制字对应的相位控制字乘Wm,作为相位累加器的累加量。
[0084] 将m路幅度控制数据在时钟的控制下进行合路，得到与数模转换器时钟频率相匹 配的连续数据流，经过数模转换器后即可得到相位噪声经过调制的载波信号。
[0085] 显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对 本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可 W做出其它不同形式的变化或变动，运里无法对所有的实施方式予W穷举，凡是属于本发 明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
【主权项】
1. 一种相位噪声可控的载波信号的生成方法，其特征在于，该方法包括如下步骤： 51、 生成有色噪声数字信号； 52、 存储与交互有色噪声数字信号； 53、 基于有色噪声数字信号生成包含有色相位噪声调制信息的相位控制信号； 54、 基于多路包含有色相位噪声调制信息的相位控制信号生成载波信号。2. 根据权利要求1所述的相位噪声可控的载波信号的生成方法，其特征在于，步骤S1进 一步包括如下子步骤： 51.1、 采用伪随机码的方式产生白噪声数字信号 51.2、 采用多个数字低通滤波器并联的方式对白噪声数字信号进行数字滤波处理； 51.3、 对数字滤波处理后的多路白噪声数字信号进行求和运算，得到有色噪声数字信 号。3. 根据权利要求1所述的相位噪声可控的载波信号的生成方法，其特征在于，步骤S2进 一步包括如下子步骤： 52.1、 采用多片大容量高速闪存并行的方式将有色相位噪声信号数据分布存储； 52.2、 运用高速时钟并行调用，进行跨时钟域处理和数据分配，将不连续的数据整合成 连续的数据流，从而实现有色相位噪声信号数据的调用。4. 根据权利要求1所述的相位噪声可控的载波信号的生成方法，其特征在于，步骤S3进 一步包括如下子步骤： 53.1、 根据频率控制指令，生成频率控制信号； 53.2、 根据频率控制信号，生成原始相位控制信号； 53.3、 对原始相位控制信号与有色相位噪声数字信号进行数字混频，得到包含有色相 位噪声调制信息的相位控制信号。5. 根据权利要求1所述的相位噪声可控的载波信号的生成方法，其特征在于，步骤S4进 一步包括如下子步骤： 54.1、 生成m路时钟信号，每路时钟信号的频率均为数模转换器时钟频率的1/m; 54.2、 根据m路包含有色相位噪声调制信息的相位控制信号进行查表，得到m路相应的 幅度控制数据； 54.3、 将m路幅度控制数据在时钟的控制下进行合路，得到与数模转换器时钟频率相匹 配的连续数据流，经过数模转换器后得到相位噪声经过调制的载波信号。
【专利摘要】本发明公开了一种相位噪声可控的载波信号的生成方法，包括如下步骤：S1、生成有色噪声数字信号；S2、存储与交互有色噪声数字信号；S3、基于有色噪声数字信号生成包含有色相位噪声调制信息的相位控制信号；S4、基于多路包含有色相位噪声调制信息的相位控制信号生成载波信号。本发明可实现150MHz～200MHz载波信号傅氏频偏10Hz～10MHz范围内相位噪声的准确控制。
【IPC分类】H03L7/16, H03L7/093, H03L7/099
【公开号】CN105577179
【申请号】CN201510925921
【发明人】田云峰, 曹宇, 王志巧, 贾冒华, 贾琳, 李闯, 李宏宇
【申请人】北京无线电计量测试研究所
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年12月14日