可以生成自定义数据文件正交幅度调制信号的测量装置及其调制方法

文档序号:9869963阅读:696来源:国知局
可以生成自定义数据文件正交幅度调制信号的测量装置及其调制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及测试测量领域,特别涉及一种可W生成自定义数据文件正交幅度调制 信号的测量装置及其正交幅度调制方法。
【背景技术】
[0002] 正交帖度调制(如a化ature Ampl;Uude Mo化Iation,下面简称QAM)是一种高效的 数字调制解调方式,与其他调制技术相比,送种调制技术能充分利用带宽,具有很高的频率 利用率,且抗噪声能力强。因而在中、大容量数字微波通信系统、有线电视网络高速数据传 输、卫星通信等领域得到广泛应用。QAM是一种矢量调制,将待调制的基带信号先映射到一 个复平面(星座图)上,形成2路复数调制信号a、b (对应复平面的实部和虚部,也就是水 平和垂直方向),然后对a、b进行抑制载波的双边带调制,分别对应调制在相互正交的两个 载波(COSWt和Sinwt)上;然后将二者相加,形成QAM已调信号。
[0003] QAM常见的调制方式有MQAM (例如4QAM、8QAM、16QAM、64QAM等)和多进制PSK (例 如QPSK、8PSK、16PSK等),多进制PSK可看作QAM的特例,也用MQAM表示。每种调制方式都 有各自的星座图。上述调制方式名称的数字部分M表示的是星座图上坐标点的数目,例如 256QAM、8PSK的坐标点的数目分别为256、8, QPSK即四相移键控,其坐标数目为4。将待调 制的基带信号按照星座图转换为2路复数调制信号a、b的过程称为"映射"。
[0004] 传统的正交幅度调制采用模拟实现方式,由于模拟器件的一致性和稳定性都不够 理想,因此大大影响了系统的性能,且模拟系统的功能都较为单一。随着数字技术的飞速发 展,采用数字方式、尤其是采用可编程逻辑阵列(FPGA)与CPU相结合的方式所实现的正交 幅度调制具有集成度高、灵活性好、功能丰富的优点,可W方便的修改QAM调制方式。
[0005] 专利申请号为201110431543. 5,专利名称为"正交幅度调制信号的产生方法、装置 和数字信号发生器"的专利文献中描述了一种正交幅度调制信号的产生方法。参考图1,是 该专利文献公开的QAM调制控制单元1的结构示意图,QAM调制控制单元1用于将调制源 映射为复数调制信号,其包括:控制模块101、调制源选择模块102、基带速率控制模块103、 调制文件存储器104、存储控制器105、伪随机序列产生模块106和模数转换模块107。
[0006] 当调制源选择为外部模拟源时,模数转换模块107用于将外部输入的、已经映射 好的2路复数调制信号的模拟量转换为数字量,然后发送给调制源选择模块102,调制源选 择模块102根据调制源,选择将其输出;
[0007] 当调制源选择为伪随机序列时,伪随机序列生成模块106用于根据用户设置的调 制方式,将伪随机序列映射为复数调制信号给调制源选择模块102,调制方式不同,伪随机 序列生成模块106输出数据的序列格式也随之不同,比如:调制方式为16QAM时,伪随机序 列生成模块106是将伪随机序列的前2比特作为复数调制信号的一路a,后2比特作为复数 调制信号的另一路b,依次循环;而当调制方式为64QAM时,伪随机序列生成模块106是将 伪随机序列的前3比特作为曰,后3比特作为b,依次循环,最终生成的调制信号送给调制元 选择模块102,调制源选择模块102根据调制源,选择将其输出;
[000引当调制源选择为自定义数据文件时,调制文件存储器104和存储控制器105用于 实现自定义数据文件的存储和读取。当开始QAM调制前,系统的中央处理单元(图1中没 有画出)首先将用户自定义数据文件写入到存储器中,然后再按照用户设置的调制方式从 存储器中读取自定义数据文件,将其映射为2路复数调制信号,并通过控制模块101和存储 控制器105写入到调制文件存储器104中;当开始调制后,存储控制器105将2路复数调制 信号从调制文件存储器104中读取到调制源选择模块102中,调制源选择模块102根据调 制源,选择将其输出。
[0009] 由上可见,现有技术中主要存在两个技术问题:
[0010] 1、在调制源选择为伪随机序列时,伪随机序列产生模块106对其所产生的伪随机 序列进行映射,其映射原理为:首先产生串行的伪随机序列,然后根据不同的调制方式将串 行码流(伪随机序列)的前N/2个比特、后N/2个比特分别作为复数调制信号a和b。对 于4QAM、8QAM、16QAM、64QAM、256QAM、512QAM、QPSK、8PSK、16PSK,N值分别为2、3、4、6、8、9、 2、3、4, M = 2^。所W,采用现有技术送种调制信号产生送种方法只能实现N为偶数的调制 方式,而像8QAM、8PSK等N为奇数的调制方式是不能实现的。
[0011] 2、在调制源选择为自定义数据文件时,自定义数据文件由中央处理单元进行映 射,好处是支持自定义的星座图。但当用户重新配置自定义数据文件或者用户修改了调制 方式时,中央处理单元都需要重新从存储器中取出自定义数据文件,并按照修改后的调制 方式对数据进行映射处理。中央处理单元读取非易失存储器(例如Flash存储器)的速 度通常都比较慢,并且中央处理器单元需要对自定义数据文件的每个数值进行映射,然后 再写入到调制文件存储器104。所W上述处理流程带来了 W下问题:中央处理单元读取、映 射、写入的处理时间比较长,使得在修改调制方式、或者修改自定义数据文件时的响应时间 慢,并且占用了大量的中央处理器单元的资源;并且,对自定义数据文件进行映射时,比如 8QAM,郝么3比特的自定义数据文件的数值要被映射为2路更高数据位宽的复数调制信号, 为了保证星座图上坐标的精确性,通常复数调制信号的数据位宽要达到16比特,也就是3 比特要放大到2路16比特,放大了近10倍,也就是说,存储2路复数调制信号的存储器的 容量是自定义数据文件的10倍,显然,造成了极大的资源浪费。

【发明内容】

[0012] 为了解决现有技术中存在的第二个技术问题,本发明提出了一种可W减少中央处 理单元处理时间,并节约其资源的自定义数据文件正交幅度调制信号的测量装置及其调制 方法。
[0013] 本发明提出了一种可W生成自定义数据文件正交幅度调制信号的测量装置,包括 系统控制单元、正交幅度调制单元和正交幅度控制单元,系统控制单元根据用户输入设置, 生成正交幅度调制方式、正交幅度调制源、基带速率值、星座图数据、载波频率、自定义数据 文件或序列阶数;正交幅度控制单元根据正交幅度调制方式、正交幅度调制源、基带速率 值、星座图数据、序列阶数或自定义数据文件,生成复数调制信号;正交幅度调制单元根据 复数调制信号和载波频率,生成正交幅度已调信号;所述的正交幅度控制单元包括基带速 率控制模块、存储控制模块、位宽转换模块和映射模块,当正交幅度调制源为自定义数据文 件时,基带速率控制模块根据基带速率值和调制方式,生成原始文件基带时钟和原始文件 调制时钟;存储控制模块根据原始文件基带时钟和自定义数据文件,生成原始文件基带数 据;位宽转换模块根据调制方式和原始文件调制时钟,对原始文件基带数据进行位宽转换, 生成原始文件待调数据;映射模块根据原始文件待调数据和星座图数据,生成自定义数据 文件复数调制信号。
[0014] 在本发明所述的测量装置中,所述的正交幅度调制单元还可W包括伪随机序列生 成模块和串并转换模块,当正交幅度调制源为伪随机序列时,基带速率控制模块根据基带 速率值和调制方式,生成伪随机序列基带时钟和伪随机序列调制时钟;伪随机序列生成模 块根据伪随机序列基带时钟和序列阶数,生成伪随机序列串行数据;串并转换模块根据调 制方式和伪随机序列调制时钟,对伪随机序列串行数据进行串并转换,生成伪随机序列待 调数据;映射模块根据伪随机序列待调数据和星座图数据,生成伪随机序列复数调制信号。
[0015] 在本发明所述的测量装置中,所述的映射模块还可W包括地址生成模块、星座图 数据存储模块和复数调制信号生成模块,所述的地址生成模块根据正交幅度调制源,生成 映射地址;所述的星座图数据存储模块存储所述的星座图数据;所述的复数调制信号生成 模块根据正交幅度调制源、映射地址和星座图数据,生成所述的复数调制信号。
[0016] 在本发明所述的测量装置中,还可W当正交幅度调制源是自定义数据文件时,所 述的地址生成模块选择原始文件待调数据作为映射地址;所述的复数调制信号生成模块根 据所述的映射地址读取星座存储模块中的星座图数据,并根据读取的数据得到所述的自定 义数据文件复数调制信号。
[0017] 在本发明所述的测量装置中,还可W当正交幅度调制源是伪随机序列时,所述的 地址生成模块选择伪随机序列待调数据作为映射地址;所述的复数调制信号生成模块根据 所述的映射地址读取星座存储模块中的星座图数据,并根据读取的数据得到所述的伪
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