实现信号调制质量测量和星座图显示的方法
【专利摘要】本发明涉及一种实现信号调制质量测量和星座图显示的方法，其中包括在接收端收到的采样信号中抽取出最佳采样接收信号并分为两路信号进行操作；将第一路最佳采样接收信号经过测量滤波器得到用于调制质量测量的接收测量信号；对第二路最佳采样接收信号重新调制后经过成型滤波器和测量滤波器得到接收参考信号；将用于调制质量测量的接收测量信号和接收参考信号进行比较并得到矢量调制误差和矢量调制误差分布的星座图。采用该种实现信号调制质量测量和星座图显示的方法，根据重构发送端参考信号与接收端测量信号进行比较得到矢量调制误差、避免某些通信制式发送端不具备匹配滤波的方式而无法适用传统测量方式的局限、具有更广泛应用范围。
【专利说明】实现信号调制质量测量和星座图显示的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线射频测试领域，尤其涉及含有码间干扰的调制信号的质量测量和显示领域，具体是指一种实现信号调制质量测量和星座图显示的方法。
【背景技术】
[0002]现代数字无线通信中，许多制式的无线设备会在发射机使用成型滤波器，对实际调制信号进行成型滤波，再将该信号用于发射。这种方式会对源数字信号引入码间干扰(ISI)0为测量发射机信号质量，在接收端，通常的处理方法是首先使用发射端成型滤波器的匹配滤波器来消除码间干扰。例如在TD-SCDMA和WCDMA等制式的无线通信系统中，发射端使用RRC滤波器作为成型滤波器。为了测量发射机信号质量，需在接收端使用对应的RRC滤波器对接收信号进行匹配滤波，以去除接收信号中的ISI，然后对接收信号进行EVM等调制质量指标的测量，并可实现反应信号调制质量的星座图显示。
[0003]现有技术存在以下缺点:
[0004]1、当前主流通信制式中，有些制式如GSM/EDGE所使用的成型滤波器(类高斯滤波器)没有与之对应的匹配滤波器，无法使用此类技术精确测量接收信号的调制质量EVM ；
[0005]2、测量过程中，需要得出反映发射机原始信号调制质量的星座图，使用此类技术不便于按要求还原与显示此类信号的星座图。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种能够实现根据重构发送端参考信号与接收端测量信号进行比较得到矢量调制误差、避免某些通信制式发送端不具备匹配滤波的方式而无法适用传统测量方式的局限、具有更广泛应用范围的实现信号调制质量测量和星座图显示的方法。
[0007]为了实现上述目的，本发明的实现信号调制质量测量和星座图显示的方法具有如下构成:
[0008]该实现信号调制质量测量和星座图显示的方法，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤:
[0009](I)在接收端收到的采样信号中抽取出最佳采样接收信号并分为两路信号进行操作；
[0010](2)将第一路最佳采样接收信号经过测量协议规定的测量滤波器得到用于调制质量测量的接收测量信号；
[0011](3)对第二路最佳采样接收信号重新调制后经过成型滤波器和测量协议规定的测量滤波器得到用于调制质量测量的接收参考信号；
[0012](4)将所述的用于调制质量测量的接收测量信号和接收参考信号进行比较并得到矢量调制误差和矢量调制误差分布的星座图。
[0013]较佳地，所述的在接收端收到的采样信号中抽取出最佳采样接收信号，包括以下步骤:
[0014](11)对接收端收到的采样信号进行同步得到最佳采样点；
[0015](12)依据最佳采样点在接收端收到的采样信号中抽取出最佳采样接收信号。
[0016]较佳地，所述的将第一路最佳采样接收信号经过测量协议规定的测量滤波器得到用于调制质量测量的接收测量信号，包括以下步骤:
[0017](21)对第一路最佳采样接收信号进行最小化误差操作处理；
[0018](22)将经过最小化误差操作处理的第一路最佳采样接收信号经过测量协议规定的测量滤波器得到用于调制质量测量的接收测量信号。
[0019]更佳地，所述的对第一路最佳采样接收信号进行最小化误差操作处理，具体为:
[0020]对第一路最佳采样接收信号进行频偏纠正、初始相偏纠正、直流补偿、均方根误差补偿和功率归一化操作处理。
[0021]较佳地，所述的对第二路最佳采样接收信号重新调制后经过成型滤波器和测量协议规定的测量滤波器得到用于调制质量测量的接收参考信号，包括以下步骤:
[0022](31)对第二路最佳采样接收信号进行频偏纠正和初始相偏纠正后解析出第二路最佳采样接收信号的符号信息；
[0023](32)依照第二路最佳采样接收信号的符号信息重新调制出标准调制信号；
[0024](33)将重新调制的标准调制信号通过与发射端相同的成型滤波器得到理想发射信号;
[0025](34)将所述的理想发射信号通过测量协议规定的测量滤波器得到用于调制质量测量的接收参考信号。
[0026]更佳地，所述的步骤(33)和(34)之间，还包括以下步骤:
[0027](331)根据所述的理想发射信号和重新调制的标准调制信号得到反映码间干扰对调制信号分布影响规律的星座图。
[0028]更佳地，所述的将所述的用于调制质量测量的接收测量信号和接收参考信号进行比较并得到矢量调制误差，包括以下步骤:
[0029](41)所述的用于调制质量测量的接收测量信号和接收参考信号进行比较得到调制误差；
[0030](42)根据所述的调制误差计算出矢量调制误差。
[0031]更进一步地，所述的步骤(4)之后，还包括以下步骤:
[0032](5)将所述的重新调制的标准调制信号和调制误差合成得到反映受调制误差影响的调制信号的星座图。
[0033]更进一步地，所述的步骤(4)之后，还包括以下步骤:
[0034](6)对所述的重新调制的标准调制信号添加模拟干扰信号得到含模拟输入干扰的调制信号；
[0035](7)将所述的含模拟输入干扰的调制信号和调制误差合成得到反映受模拟输入干扰影响的调制信号的星座图。
[0036]采用了该发明中的实现信号调制质量测量和星座图显示的方法，具有如下有益效果:
[0037]本发明根据重构发送端参考信号的方法，与接收端测量信号进行比较得出调制误差矢量，可以用于调制质量EVM的测量，并能够很方便的得出反映调制质量情况的调制信号等星座图；此方案避免了，在某些通信制式发送端不具备匹配滤波的方式，无法适用传统匹配滤波处理方案来进行调制质量测量的局限；同时，此方案还能利用测量流程中得到的参量，进行信号干扰模拟测试，并能够对各种误差状态影响下的调制信号，使用星座图的方式来显示测量结果，具有更广泛的应用范围。
【专利附图】
【附图说明】
[0038]图1为本发明的实现信号调制质量测量和星座图显示的方法的流程图。
[0039]图2为本发明的实现信号调制质量测量和星座图显示的方法应用于实施例的流程图。
【具体实施方式】
[0040]为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。
[0041]本发明的核心思想是:本发明不使用匹配滤波器的方法来去除接收信号的ISI(Inter Symbol Interference,码间干扰),而是通过还原发射端包含ISI的理想信号，以此为参考信号，来测试发射信号的调制质量EVM (Error Vector Magnitude，矢量调制误差)。测试过程中，按照通用测试标准，将接收信号和参考信号通过同样的测量滤波器，然后对这两种信号进行比较，得出发射机信号的矢量幅度误差(EVM)。并由EVM和参考信号来还原发射机原始调制信号。
[0042]本发明基于这样的原理:
[0043]对于终端测试系统，在测试发射机信号调制质量时，必须去除频偏、初始相偏以及发射端成型滤波器带来的ISI的影响。对于接收信号R，其实是由标准调制信号MAP、滤波器输入的IS1、调制误差E，以及其他传输噪声η组成，其关系为:
[0044]R = MAP+E+ISI+n
[0045]在使用测量仪表进行调制质量测试时，通常认为传输噪声η所造成的影响可以忽略。因此可以使用构造参考信号V来解析调制误差。其具体处理流程如图1?2所示，详解如下:
[0046]步骤1.1:对接收端收到的采样信号进行同步，找出最佳采样点SYNC (同步)。
[0047]步骤1.2:依据最佳采样点，抽取出一路最佳采样接收信号R(n)。对于此接收信号的后续处理，分为两路平行进行:
[0048]步骤1.3.1: (I)对第一路最佳采样接收信号R(η)，依次进行频偏/初始相偏纠正、直流补偿、RMS (Root-Mean-Square，均方根)误差补偿，以及功率归一化操作，使得测量信号按照测量协议规定达到RMS EVM统计最小化。(2)最小化误差操作后得到的采样信号，需经过测量协议规定的测量滤波器，最终得到用于EVM测量的接收测量信号々(/7).、此时
R{n) = MAP + E+lSl +I ,其中I为测量滤波器可能引入的干扰。
[0049]步骤1.3.2: (I)对第二路最佳采样接收信号R(η)，先进行频偏/初始相偏纠正，然后对此信号进行联合检测，解析得出信号的符号信息。(2)并依照此符号信息，重新调制出标准调制信号MAP (如QPSK，8PSK等)。(3)使重新调制的信号MAP通过与发射端相同的成型滤波器，得到的理想发射信号S(η)。理想发射信号S(n)通过成型滤波器，被引入了和发射端一样的ISI，所以各个参量之间的关系为S(n) =MAP+ISI。此处可以使用星座图，很清晰的反映出ISI对于调制信号的分布影响规律。(4)使理想发射信号S (η)经过测量协议规定的测量滤波器，最终得到用于EVM测量接收参考信号V (η)。可知V(n) = MAP+ISI+I,其中I为测量滤波器可能引入的干扰。
[0050]步骤1.4:将步骤1.3.1得到的如0与步骤1.3.2得到的V (η)进行比较，即可得
到调制误差Ε(η)。通过Ε(η)可以计算出调制质量测试结果“矢量调制误差”(EVM)。同时因为此误差可以表现为矢量形式，故可以以星座图的方式显示此误差分布。
[0051]步骤1.5:在步骤1.3.2之(2)中得到的标准调制信号MAP可以和调制误差E (η)合成，得到能够准确反映“受调制误差影响”的调制信号星座图，用于测试仪表显示。
[0052]除了以上功能以外，使用此方案的调制质量测试系统，还具备模拟输入干扰，并具备在星座图中准确反映所受干扰影响的功能。其处理流程也包含于图2中，步骤如下:
[0053]步骤2.1:依次执行如上所述的步骤1.1?步骤1.4的所有处理，得到调制误差E (η) ο
[0054]步骤2.2:对上述过程中所得的标准调制信号MAP，添加模拟干扰信号，得到信号U (η)。
[0055]步骤2.3:将信号U(n)与E(n)合成，即可以模拟出受干扰的发送调制信号。此信号可以通过测试仪表显示输出。
[0056]采用以上技术方案，本发明实现了以下目的:
[0057]提出了一种不基于匹配滤波就可以测量无线发射信号调制质量EVM的方式，提出了一种根据基于重构参考信号的方式来解析出调制误差矢量并由此得到调制质量测量结果EVM的方法；提出了一种根据调制误差矢量的星座图来观察调制误差分布的方法；提出了一种根据调制误差矢量和标准调制信号来合成调制信号星座图，并用于测试仪表显示的方法；提出了一种根据调制误差矢量以及标准调制信号，能准确模拟出受干扰的发送调制信号，并用于测试仪表星座图显示的方法。
[0058]采用了该发明中的实现信号调制质量测量和星座图显示的方法，具有如下有益效果:
[0059]本发明根据重构发送端参考信号的方法，与接收端测量信号进行比较得出调制误差矢量，可以用于调制质量EVM的测量，并能够很方便的得出反映调制质量情况的调制信号等星座图；此方案避免了，在某些通信制式发送端不具备匹配滤波的方式，无法适用传统匹配滤波处理方案来进行调制质量测量的局限；同时，此方案还能利用测量流程中得到的参量，进行信号干扰模拟测试，并能够对各种误差状态影响下的调制信号，使用星座图的方式来显示测量结果，具有更广泛的应用范围。
[0060]在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。
【权利要求】
1.一种实现信号调制质量测量和星座图显示的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤: (1)在接收端收到的采样信号中抽取出最佳采样接收信号并分为两路信号进行操作； (2)将第一路最佳采样接收信号经过测量协议规定的测量滤波器得到用于调制质量测量的接收测量信号； (3)对第二路最佳采样接收信号重新调制后经过成型滤波器和测量协议规定的测量滤波器得到用于调制质量测量的接收参考信号； (4)将所述的用于调制质量测量的接收测量信号和接收参考信号进行比较并得到矢量调制误差和矢量调制误差分布的星座图。
2.根据权利要求1所述的实现信号调制质量测量和星座图显示的方法，其特征在于，所述的在接收端收到的采样信号中抽取出最佳采样接收信号，包括以下步骤: (11)对接收端收到的采样信号进行同步得到最佳采样点； (12)依据最佳采样点在接收端收到的采样信号中抽取出最佳采样接收信号。
3.根据权利要求1所述的实现信号调制质量测量和星座图显示的方法，其特征在于，所述的将第一路最佳采样接收信号经过测量协议规定的测量滤波器得到用于调制质量测量的接收测量信号，包括以下步骤: (21)对第一路最佳采样接收信号进行最小化误差操作处理； (22)将经过最小化误差操作处理的第一路最佳采样接收信号经过测量协议规定的测量滤波器得到用于调制质量测量的接收测量信号。
4.根据权利要求3所述的实现信号调制质量测量和星座图显示的方法，其特征在于，所述的对第一路最佳采样接收信号进行最小化误差操作处理，具体为: 对第一路最佳采样接收信号进行频偏纠正、初始相偏纠正、直流补偿、均方根误差补偿和功率归一化操作处理。
5.根据权利要求1所述的实现信号调制质量测量和星座图显示的方法，其特征在于，所述的对第二路最佳采样接收信号重新调制后经过成型滤波器和测量协议规定的测量滤波器得到用于调制质量测量的接收参考信号，包括以下步骤: (31)对第二路最佳采样接收信号进行频偏纠正和初始相偏纠正后解析出第二路最佳采样接收信号的符号信息； (32)依照第二路最佳采样接收信号的符号信息重新调制出标准调制信号； (33)将重新调制的标准调制信号通过与发射端相同的成型滤波器得到理想发射信号; (34)将所述的理想发射信号通过测量协议规定的测量滤波器得到用于调制质量测量的接收参考信号。
6.根据权利 要求5所述的实现信号调制质量测量和星座图显示的方法，其特征在于，所述的步骤(33)和(34)之间，还包括以下步骤: (331)根据所述的理想发射信号和重新调制的标准调制信号得到反映码间干扰对调制信号分布影响规律的星座图。
7.根据权利要求5所述的实现信号调制质量测量和星座图显示的方法，其特征在于，所述的将所述的用于调制质量测量的接收测量信号和接收参考信号进行比较并得到矢量调制误差，包括以下步骤: (41)所述的用于调制质量测量的接收测量信号和接收参考信号进行比较得到调制误差; (42)根据所述的调制误差计算出矢量调制误差。
8.根据权利要求7所述的实现信号调制质量测量和星座图显示的方法，其特征在于，所述的步骤(4)之后，还包括以下步骤: (5)将所述的重新调制的标准调制信号和调制误差合成得到反映受调制误差影响的调制信号的星座图。
9.根据权利要求7所述的实现信号调制质量测量和星座图显示的方法，其特征在于，所述的步骤(4)之后，还包括以下步骤: (6)对所述的重新调制的标准调制信号添加模拟干扰信号得到含模拟输入干扰的调制信号; (7)将所述的含模拟输入干扰的调制信号和调制误差合成得到反映受模拟输入干扰影响的调制信号的星座图。``
【文档编号】H04L27/18GK103701741SQ201410021016
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2014年1月17日 优先权日:2014年1月17日
【发明者】张力, 史兴海, 胡玉华 申请人:上海创远仪器技术股份有限公司