专利名称：Td－scdma射频系统性能评估方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及在TD-SCDMA通信系统，更具体地说，涉及TD-SCDMA射频系统性能评估方法及系统。
背景技术：
在通信系统的射频部分设计中，最大的问题是怎样确保在射频部分电路指标测试通过后，射频部分在整个通信系统中工作正常，不会影响到系统的整体性能。
目前对射频部分系统指标的测试方法如图1所示。在该方法中，TD-SCDMA射频系统100包括一信号发生器ESG 102，用于产生标准信号源，然后通过射频接收系统RX 104接收后，再经过数模转换器(ADC)106变换后进行基带运算108，最终得到接收到信号的BER，通过测试到的BER与协议规定的相比较，得到射频部分的性能评估。
该方法最大的缺点在于，射频部分的评估必须要与基带运算108(联合解调，信道编解码等)相配合。这样的话，一方面不能对射频部分单独评估。在射频部分设计完成后必须要等待基带算法的设计，这就有可能延缓开发的进度。另一方面，一旦系统出问题后，不能准确定位出问题的模块，可能会引起射频部分和基带部分的相互扯皮。
因此，就需要一种能够抛开基带部分独立对射频系统进行评估的方法和系统。
发明内容
针对现有技术中存在的射频系统的性能评估必须和基带部分相结合的缺点，本发明的目的是提供一种能够单独对射频系统的性能进行评估的方法和系统，使之能抛开基带算法，独立地对射频系统的性能进行评估，是评估的准确性和效率都有提高。
根据本发明，一方面提供一种在TD-SCDMA射频系统中计算波形品质因素的方法，包括如下的步骤将由射频收信机所接收的模拟信号经数模转换之后得到数字IQ信号；计算数字域的信号总功率P0，P0＝I2+Q2；计算数字域的信号有用功率Ps；计算波形品质因素ρ，ρ=PsP0.]]>在上述的的方法中，还可利用TD-SCDMA每时隙信号中的训练序列，通过如下的公式计算所述波形品质因素ρρ=|ΣkZkR0k*|2Σk|R0k|2Σk|Zk|2,]]>其中Zk为IQ序列而R0k为训练序列。
根据本发明的另一方面，提供一种在TD-SCDMA射频系统中计算射频收信机噪声系数的方法，按照前述的方法计算得到射频收信机收到的模拟信号经数模转换后的数字域信号总功率P0和波形品质因素ρ，还包括以下步骤计算与所述数字域的信号总功率P0相对应的模拟域信号总功率P0，a，即进行数模转换前的模拟信号总功率P0，a，采用如下的公式P0,a=A250·P022n,]]>其中，A为模拟信号的幅度，n为进行数模转换采用的位数；计算数模转换前的模拟域有用信号Ps，a＝P0，a·ρ；计算数模转换前的模拟域噪声信号Pn，a＝P0，a·(1-ρ)；根据信号源发出的输入信号功率Ps，in和所述计算得到的数模转换前的模拟域有用信号Ps，a＝P0，a·ρ，计算射频收信机的增益G＝Ps，a-Ps，in；计算噪声系数NF＝Pn，a-G-10log(KTB)，其中K表示波尔兹曼常数，T表示绝对温度，B表示信号带宽。
根据本发明的第三方面，提供一种TD-SCDMA射频系统性能评估系统，包括一TD-SCDMA射频系统，由产生输入信号的标准信号源、与所述标准信号源连接用于接收所述输入信号的射频收信机以及与所述射频收信机相连进行数模转换的数模转换器，该系统还包括一波形品质因素计算装置，根据所述数模转换器输出的数字IQ信号功率以及数字域的有用功率计算波形品质因素ρ；一模拟域信号功率计算装置，与所述波形品质因素计算装置相连，根据所述数模转换器输出的数字IQ信号功率以及波形品质因素ρ计算模拟域中的相应的信号功率；一噪声系数计算装置，与所述模拟域信号功率计算装置相连，根据信号源发出的输入信号功率Ps，in以及计算得到的模拟域中的相应的信号功率计算噪声系数NF。
在上述的系统中，所述波形品质因素计算装置包括一计算数字域的信号总功率P0的模块，其中，P0＝I2+Q2；一计算数字域的信号有用功率Ps的模块；一计算波形品质因素ρ的模块，其中，ρ=PsP0.]]>或者，所述波形品质因素计算装置利用TD-SCDMA每时隙信号中的训练序列来计算波形品质因素ρ，则该装置包括一采集IQ序列Zk的模块；一采集训练序列R0k的模块；一计算波形品质因素ρ的模块，其中，ρ=|ΣkZkR0k*|2Σk|R0k|2Σk|Zk|2.]]>根据一实施例，上述的系统中所述模拟域信号功率计算装置包括分别用于计算以下的模拟域信号功率的模块一计算输入至所述数模转换器的模拟域信号总功率P0，a的模块，其中P0,a=A250·P022n,]]>其中，A为模拟信号的幅度，n为进行数模转换采用的位数，而P0为数字域的信号总功率；一计算输入至所述数模转换器的模拟域有用信号Ps，a的模块，其中Ps，a＝P0，a·ρ；一计算输入至所述数模转换器的模拟域噪声信号Pn，a的模块，其中Pn，a＝P0，a·(1-ρ)。
在上述的系统中，所述噪声系数计算装置包括一射频收信机的增益计算模块，根据信号源发出的输入信号功率Ps，in和所述输入至所述数模转换器的模拟域有用信号Ps，a＝P0，a·ρ，计算射频收信机的增益G＝Ps，a-Ps，in；一噪声系数计算模块，计算噪声系数NF＝Pn，a-G-10log(KTB)，其中K表示波尔兹曼常数，T表示绝对温度，B表示信号带宽。
采用了本发明的技术方案之后，不需要联合解调，信道编解码等基带算法，通过计算接收信号的波形品质因素，就可独立评估射频接收部分的灵敏度，邻信道特性以及噪声系数等性能指标，实现了射频部分抛开基带算法的独立评估，提高了评估的效率和准确率。
通过下述结合附图对实施例的进一步描述，本领域的一般技术人员对本发明上述和其他的特征和优势将会有进一步的了解，在附图中，相同的标记表示相同的特征，其中图1是现有技术中进行射频系统性能测试的测试系统结构框图；图2是根据本发明在射频系统中计算波形品质因素的方法的流程图；图3是根据本发明在射频系统中计算射频收信机噪声系数的方法的流程图；图4是进行采用一种数模转换标准进行数模转换的对应关系图；图5是根据本发明的射频系统性能评估系统的结构框图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例进一步描述本发明的技术方案。
参考图2，图2是按照本发明的在TD-SCDMA射频系统中计算波形品质因素的方法的一实施例的流程图，该方法包括如下的步骤S11.将由射频收信机所接收的模拟信号经数模转换之后得到数字IQ信号。
S12.计算数字域的信号总功率P0，P0＝I2+Q2。该总功率P0包括此时在数字域所得到有用信号功率和干扰信号功率。
S13.计算数字域的信号有用功率Ps。
S14.计算波形品质因素ρ，ρ=PsP0.]]>接收到信号与标准信号源发出的信号的互相关系数，即为信号的波形品质因素ρ。
在具体计算波形品质因素ρ时，对于TD-SCDMA射频系统，还可利用TD-SCDMA每时隙信号中的144个训练序列，在标准信号源与收信机严格同步的前提下，通过对所得到的数字IQ信号进行相关运算得到。实际上如果未做到严格同步，通过相关运算，也能计算出发射信号和接收信号之间的频率误差和相位误差。假设在ADC之后所得到的IQ序列为Zk，而训练序列为R0k，则波形品质因素在取相关后可通过下列公式计算得到ρ=|ΣkZkR0k*|2Σk|R0k|2Σk|Zk|2,]]>其中Zk为IQ序列而R0k为训练序列。
计算得到波形品质因素ρ后，就可以评估出射频收信机的灵敏度，邻信道干扰等系统指标。同时通过波形品质因素ρ还可以进一步计算出射频收信机的噪声系数NF。
参考图3，图3示出了一种在TD-SCDMA射频系统中计算射频收信机噪声系数的方法，该方法需要利用上述方法计算得到射频收信机收到的模拟信号经数模转换后的数字域信号总功率P0和波形品质因素ρ，使用这些参数来计算射频收信机的噪声系数NF，该方法还包括以下步骤S21.对于噪声系数的计算，最重要的一点就是要把数字域测到的数字功率和模拟域的模拟功率相对应。因此，该步骤计算与数字域的信号总功率P0相对应的模拟域信号总功率P0，a，即进行数模转换前的模拟信号总功率P0，a，采用如下的公式P0,a=A250·P022n,]]>其中，A为模拟信号的幅度，n为进行数模转换采用的位数。对于不同的数模转换的标准，上述公式中的系数可能不同，图4示出了一种13bit的数模转换方式的对应关系图，在该转换方式中，模拟信号的幅度为0.55伏，转换之后的数字信号分为13阶。在该种数模转换方式中，利用上述的公式可知P0,aP0=0.552/5081922]]>⇒P0,a=0.55250×103·P081922(mW)]]>S22.计算数模转换前的模拟域有用信号Ps，a＝P0，a·ρ；S23.计算数模转换前的模拟域噪声信号Pn，a＝P0，a·(1-ρ)；S24.根据信号源发出的输入信号功率Ps，in和计算得到的数模转换前的模拟域有用信号Ps，a＝P0，a·ρ，计算射频收信机的增益G＝Ps，a-Ps，in；S25.计算噪声系数NF＝Pn，a-G-10log(KTB)，其中K表示波尔兹曼常数，T表示绝对温度，B表示信号带宽。
本发明同时提供一种能够实现上述的评估方法的系统，该系统的结构框图如图5所示，包括一TD-SCDMA射频系统200，由产生输入信号的标准信号源202、与标准信号源202连接用于接收输入信号的射频收信机204以及与射频收信机204相连进行数模转换的数模转换器206，可以看出，该系统中不包括图1所示的传统的评估系统中具有的基带运算108，为了实现对射频系统性能的评估，该系统还包括一波形品质因素计算装置210，根据数模转换器输出的数字IQ信号功率以及数字域的有用功率计算波形品质因素ρ。根据图5所示的实施例，该波形品质因素计算装置210可包括一计算数字域的信号总功率P0的模块，其中该模块根据公式P0＝I2+Q2计算数字域的信号总功率P0；
一计算数字域的信号有用功率Ps的模块，用于计算有用信号的功率Ps；一计算波形品质因素ρ的模块，其中该模块根据公式ρ=PsP0]]>计算波形品质因素ρ。
对于TD-SCDMA射频系统而言，波形品质因素计算装置210也可利用TD-SCDMA每时隙信号中的训练序列来计算波形品质因素ρ，此时，该装置210包括一采集IQ序列Zk的模块；一采集训练序列R0k的模块；以及一计算波形品质因素ρ的模块，其中，根据以下的公式计算波形品质因素ρρ=|ΣkZkR0k*|2Σk|R0k|2Σk|Zk|2.]]>上述实施例虽没有在附图中图示说明，但本领域的技术人员应该可以根据上面的描述实现上述的装置。
继续说明本发明的系统200，还包括一模拟域信号功率计算装置220，与波形品质因素计算装置210相连，根据数模转换器输出的数字IQ信号功率以及波形品质因素ρ计算模拟域中的相应的信号功率，根据图5所示的实施例，模拟域信号功率计算装置220包括分别用于计算以下的模拟域信号功率的模块一计算输入至数模转换器的模拟域信号总功率P0，a的模块，该模块使用的公式为P0,a=A250·P022n,]]>其中，A为模拟信号的幅度，n为进行数模转换采用的位数，而P0为数字域的信号总功率。如果采用上述的图4所示的13bit的数模转换的算法，则该模块使用的公式可确定为
P0,aP0=0.552/5081922]]>⇒P0,a=0.55250×103·P081922(mW)]]>一计算输入至数模转换器的模拟域有用信号Ps，a的模块，该模块使用的公式为Ps，a＝P0，a·ρ；一计算输入至数模转换器的模拟域噪声信号Pn，a的模块，该模块使用的公式为Pn，a＝P0，a·(1-ρ)。
上述的模拟域信号功率计算完成之后，将被用于进一步计算噪声系数。
本发明的提供中最后一个装置是噪声系数计算装置230，与模拟域信号功率计算装置220相连，根据信号源发出的输入信号功率Ps，in以及计算得到的模拟域中的相应的信号功率计算噪声系数NF。根据图5所示的实施例，包括下列的组件一射频收信机的增益计算模块，根据信号源发出的输入信号功率Ps，in和输入至所述数模转换器的模拟域有用信号Ps，a＝P0，a·ρ，计算射频收信机的增益G＝Ps，a-Ps，in；一噪声系数计算模块，计算噪声系数NF＝Pn，a-G-10log(KTB)，其中K表示波尔兹曼常数，T表示绝对温度，B表示信号带宽。
从以上分析可看出，本发明的方法及系统与传统技术相比，显然不需要联合解调，信道编解码等基带算法，通过计算接收信号的波形品质因素，就可独立评估射频接收部分的灵敏度，邻信道特性以及噪声系数等性能指标，实现了射频部分抛开基带算法的独立评估。
需要说明的是，一般情况下，标准信号源ESG发出的是无干扰的标准TD-SCDMA信号。对于加上干扰信号后的复杂情况下的测试，可通过多台标准信号源ESG发出TD-SCDMA信号，通过功率合成器之后再输入射频收信机来实现。在这多台标准信号源中，一台发出所需要的TD-SCDMA组信号，其余几台发出所要的邻信道干扰信号，阻塞信号和白噪声信号。
另一种产生以上复杂测试信号的方法是利用一台标准信号源ESG和软件ADS的组合。用ADS生成包括邻信道干扰等的测试信号源，然后控制ESG发出到射频收信机。上述的方法虽没有在附图中描述，但对于本领域的技术人员来说，通过前面的描述是可以不符加创造性的劳动而加以实现的。
上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本发明的，熟悉本领域的人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。
权利要求
1.一种在TD-SCDMA射频系统中计算波形品质因素的方法，包括如下的步骤将由射频收信机所接收的模拟信号经数模转换之后得到数字IQ信号；计算数字域的信号总功率P0，P0＝I2+Q2；计算数字域的信号有用功率Ps；计算波形品质因素ρ，ρ=PsP0.]]>
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，利用TD-SCDMA每时隙信号中的训练序列，通过如下的公式计算所述波形品质因素ρρ=|ΣkZkR0k*|2Σk|R0k|2Σk|Zk|2,]]>其中Zk为IQ序列而R0k为训练序列。
3.一种在TD-SCDMA射频系统中计算射频收信机噪声系数的方法，按照权利要求1或2所述的方法计算得到射频收信机收到的模拟信号经数模转换后的数字域信号总功率P0和波形品质因素ρ，还包括以下步骤计算与所述数字域的信号总功率P0相对应的模拟域信号总功率P0，a，即进行数模转换前的模拟信号总功率P0，a，采用如下的公式P0,a=A250·P022n,]]>其中，A为模拟信号的幅度，n为进行数模转换采用的位数；计算数模转换前的模拟域有用信号Ps，a＝P0，a·ρ；计算数模转换前的模拟域噪声信号Pn，a＝P0，a·(1-ρ)；根据信号源发出的输入信号功率Ps，in和所述计算得到的数模转换前的模拟域有用信号Ps，a＝P0，a·ρ，计算射频收信机的增益G＝Ps，a-Ps，in；计算噪声系数NF＝Pn，a-G-10log(KTB)，其中K表示波尔兹曼常数，T表示绝对温度，B表示信号带宽。
4.一种TD-SCDMA射频系统性能评估系统，包括一TD-SCDMA射频系统，由产生输入信号的标准信号源、与所述标准信号源连接用于接收所述输入信号的射频收信机以及与所述射频收信机相连进行数模转换的数模转换器，其特征在于，还包括一波形品质因素计算装置，根据所述数模转换器输出的数字IQ信号功率以及数字域的有用功率计算波形品质因素ρ；一模拟域信号功率计算装置，与所述波形品质因素计算装置相连，根据所述数模转换器输出的数字IQ信号功率以及波形品质因素ρ计算模拟域中的相应的信号功率；一噪声系数计算装置，与所述模拟域信号功率计算装置相连，根据信号源发出的输入信号功率Ps，in以及计算得到的模拟域中的相应的信号功率计算噪声系数NF。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述波形品质因素计算装置包括一计算数字域的信号总功率P0的模块，其中，P0＝I2+Q2；一计算数字域的信号有用功率Ps的模块；一计算波形品质因素ρ的模块，其中，ρ=PsP0.]]>
6.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述波形品质因素计算装置利用TD-SCDMA每时隙信号中的训练序列来计算波形品质因素ρ，该装置包括一采集IQ序列Zk的模块；一采集训练序列R0k的模块；一计算波形品质因素ρ的模块，其中，ρ=|ΣkZkR0k*|2Σk|R0k|2Σk|Zk|2.]]>
7.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述模拟域信号功率计算装置包括分别用于计算以下的模拟域信号功率的模块一计算输入至所述数模转换器的模拟域信号总功率P0，a的模块，其中P0,a=A250·P022n,]]>其中，A为模拟信号的幅度，n为进行数模转换采用的位数，而P0为数字域的信号总功率；一计算输入至所述数模转换器的模拟域有用信号Ps，a的模块，其中Ps，a＝P0，a·ρ；一计算输入至所述数模转换器的模拟域噪声信号Pn，a的模块，其中Pn，a＝P0，a·(1-ρ)。
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述噪声系数计算装置包括一射频收信机的增益计算模块，根据信号源发出的输入信号功率Ps，in和所述输入至所述数模转换器的模拟域有用信号Ps，a＝P0，a·ρ，计算射频收信机的增益G＝Ps，a-Ps，in；一噪声系数计算模块，计算噪声系数NF＝Pn，a-G-10log(KTB)，其中K表示波尔兹曼常数，T表示绝对温度，B表示信号带宽。
全文摘要
本发明公开了在TD－SCDMA射频系统性能评估的方法及系统。一方面提供一种计算波形品质因素的方法，将模拟信号经数模转换之后得到数字IQ信号；计算数字域的信号总功率、信号有用功率，进而计算波形品质因素。另一方面提供一种计算射频收信机噪声系数的方法，计算模拟域信号总功率、模拟域有用信号以及噪声信号，进而计算射频收信机的增益从而得到噪声系数。本发明还提供一种性能评估系统，包括一TD－SCDMA射频系统，还包括一波形品质因素计算装置，一模拟域信号功率计算装置以及一噪声系数计算装置。本发明的技术方案不需要基带算法，可直接计算波形品质因素以及噪声系数，就可独立评估射频接收部分的各项性能指标，实现了射频部分抛开基带算法的独立评估。
文档编号H04B17/00GK1758571SQ20041006698
公开日2006年4月12日 申请日期2004年10月10日 优先权日2004年10月10日
发明者郭为 申请人:展讯通信(上海)有限公司