专利名称：一种矢量信号的分析方法及分析器的制作方法
技术领域：
本发明涉及数字通信测量领域，特别涉及一种矢量信号的分析方法及分析器。
背景技术：
一个通信系统，参见图1，通常包括三个要素发射器，信道和接收器。发射器的功能是把信息源产生的信号注入载波，然后通过改变载波的幅值、频率 或相位，调制成适合在信道中传输的信号。调制过程可以把源信号的频谱搬移到任意位置， 从而有利于信号的传送，并且可以借助多路复用的方法使得频谱资源得到充分利用。信道 是信号传输的媒介，在传输的过程中信号会有不同程度的衰减，其主要来源是可加性噪声。 因此，接收器需要用相应解调算法从载波中提取出原始的信号信息。实际解调的准确性取 决于解调算法的选择、信噪比等因素。对于信号分析器，特别是矢量信号分析器，可以通过LabVIEW语言进行虚拟仪器 的设计，从而实现所述矢量信号分析器的功能。LabVIEW是美国国家仪器公司开发的一种创新的图形化编程环境，相比基于文本 的编程语言，提出了基于块(Block)的系统设计方法。每一个LabVIEW程序都可以设计成 一个虚拟仪器(VI)，同时，一个VI还可以有多个子VI。LabVIEW的核心思想是结构化的数据流，每一个VI运行都必须遵循数据流的规 范，即一个节点只有当所有的输入都具备时才可运行，运行完成后的结果作为输入输出到 下一个节点。
发明内容
本发明的目的是提供一种矢量信号的分析方法及分析器，其能对矢量信号进行解 调和分析。一方面，本发明提供一种矢量信号的分析方法，其通过LabVIEW语言实现，包括以 下步骤1. 1、建立A/D转换器，使其接收模拟调制信号并将其转化为数字调制信号；1. 2、建立I/Q解调器，使其将步骤1. 1输出的数字调制信号降频并通过检波器将 其分离为I通道数据和Q通道数据的解调信号；1.3、建立接收端滤波器，使其将步骤1.2输出的解调信号与截取的根升余弦滤波 器执行卷积操作并输出滤波后的基带信号；1. 4、建立采样映射器，使其从步骤1. 3输出的滤波后的基带信号中采样基带符 号，并根据相应的调制算法将采样到的基带符号映射到星座图上绘制图像并进行分析。所述步骤1. 1中A/D转换器通过外部的采样时钟和开始触发器连接采集卡的可编 程接口以进行数字化采样。所述步骤1. 2中的I/Q解调器的工作步骤包括1.2. 1、获取数字调制信号并建立两个相干检波器A ‘ ccos(2Jifct)和A' csin(2 3ifct)；1. 2. 2、通过所述检波器A' ccos(2 Ji f。t)对调制信号进行检波并分离输出I通道 数据；1. 2. 3、通过所述检波器A' csin(2 Ji f。t)对调制信号进行检波并分离输出Q通道 数据；1. 2. 4、建立一低通滤波器，使其对所述分离输出的I通道数据和Q通道数据进行 低通滤波并输出低频信号。所述步骤1. 4中的采样映射器的工作步骤包括1. 3. 1、计算I通道和Q通道中数据符号的位置Ln ；1. 3. 2、获取Ln对应的基带符号；1. 3. 3、根据相应的调制算法将获取的基带符号映射到星座图上绘制图像并进行 分析。所述方法还包括提供矢量信号分析界面供用户设置相关参数的步骤。另一方面，本发明还提供一种矢量信号分析器，其通过LabVIEW语言实现，包括A/D转换器，用以接收模拟调制信号并将其转化为数字调制信号；I/Q解调器，连接所述A/D转换器输出端，用以将接收到的数字调制信号降频并通 过检波器将其分离为I通道数据和Q通道数据的解调信号；接收端滤波器，连接所述I/Q解调器，用以将接收到的解调信号与截取的根升余 弦滤波器执行卷积操作并输出滤波后的基带信号；采样映射器，连接所述接收端滤波器，用以从接收到的滤波后的基带信号中采样 基带符号，并根据相应的调制算法将采样到的基带符号映射到星座图上绘制图像并进行分 析。所述A/D转换器包括通过外部的采样时钟和开始触发器连接采集卡的可编程接 口以进行数字化采样的模块。所述I/Q解调器还包括获取数字调制信号并建立两个相干检波器A'。C0S(2Jif。t)和A' csin(2Jifct) 的模块通过所述检波器A' ccos(2 Ji f。t)对调制信号进行检波并分离输出I通道数据的 模块通过所述检波器A' csin(2 Ji f。t)对调制信号进行检波并分离输出Q通道数据的 模块；建立一低通滤波器并使其对所述分离输出的I通道数据和Q通道数据进行低通滤 波并输出低频信号的模块。所述采样映射器包括计算I通道和Q通道中数据符号位置Ln的模块；获取Ln对应的基带符号的模块；根据相应的调制算法将获取的基带符号映射到星座图上绘制图像并进行分析的 模块。所述分析器还包括矢量信号分析界面模块，供用户设置A/D转换的采样速率、载波频率、选择物理接收频道。采用本发明所述的一种矢量信号的分析方法及分析器，其通过LabVIEW语言进行 虚拟设计而实现，首先建立A/D转换器，将模拟调制信号转化为数字调制信号；其次建立1/ Q解调器和接收端滤波器，将数字调制信号分离为I通道数据和Q通道数据并进行滤波；最 后建立采样映射器，对滤波后的基带信号进行采样，并根据相应的调制算法将采样到的基 带符号映射到星座图上绘制图像并进行分析。
图1为目前通信系统的构成元素示意图；图2为所述方法的流程图；图3为所述分析器的原理框图；图4为所述A/D转换器的工作流程图；图5为所述I/Q解调器的工作流程图；图6为所述接收端滤波器的工作流程图；图7为所述接采样映射器的工作流程图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。参照图2，本发明提供一种矢量信号的分析方法100，其通过LabVIEW语言实现，包 括步骤101、102、103、104，通过所述方法100可以建立图3中的矢量信号分析器200，下面 对这些步骤进行介绍101、建立A/D转换器，使其接收模拟调制信号并将其转化为数字调制信号。A/D转换器部分主要完成接收模拟信号的数字化采样以便在LabVIEW中进行分 析。参见图4，作为一实施例，利用外部两个函数发生器，即采样时钟和开始触发器，分 别连接两块采集卡的BNC-2120终端可编程接口 PFI0和PFI6 口。102、建立I/Q解调器，使其将数字调制信号降频并分离为I通道数据和Q通道数 据的解调信号。建立I/Q解调器，使其将步骤101输出的数字调制信号降频并通过检波器将其分 离为I通道数据和Q通道数据的解调信号。I/Q解调器作用与I/Q调制器相反。它将接收信号降频，把信号分离为 in-phase和quadrature部分。接收到的调制信号s (t)需经过两个相干的检波器 in-phaseA' ccos (2 n f。t)，quadrature 检波器 A'。sin (2 n f。t)。需要注意的是，检波器 的频率和相位必须和发射器端的载波保持一致。检波器的输出可用数学表示为5(04 cos(2^e0 = AcAcSt {t) cos2 {InfJ) + AcAcSg (t) sin(2^e0 cos(2<i)= | ACACS, (t)十 | ACACS, (0cos(4^c0 +1ACACSQ {t) sin(4^c0S(t)Ac sin(2</) = ACACS,(t)cos(2^/)sin(2</) + AcAcSQ(t)sm\27rfct)
权利要求
一种矢量信号的分析方法，其通过LabVIEW语言实现，其特征在于，包括以下步骤1.1、建立A/D转换器，使其接收模拟调制信号并将其转化为数字调制信号；1.2、建立I/Q解调器，使其将步骤1.1输出的数字调制信号降频并通过检波器将其分离为I通道数据和Q通道数据的解调信号；1.3、建立接收端滤波器，使其将步骤1.2输出的解调信号与截取的根升余弦滤波器执行卷积操作并输出滤波后的基带信号；1.4、建立采样映射器，使其从步骤1.3输出的滤波后的基带信号中采样基带符号，并根据相应的调制算法将采样到的基带符号映射到星座图上绘制图像并进行分析。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1.1中A/D转换器通过外部的采样 时钟和开始触发器连接采集卡的可编程接口以进行数字化采样。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤1.2中的I/Q解调器的工作步骤包括1. 2. 1、获取数字调制信号并建立两个相干检波器A ‘ ccos(2 π fct)和 A' csin(2 3ifct)；1.2. 2、通过所述检波器A'对调制信号进行检波并分离输出I通道数据；1.2. 3、通过所述检波器A' ε8 η(2π^)对调制信号进行检波并分离输出Q通道数据；1. 2. 4、建立一低通滤波器，使其对所述分离输出的I通道数据和Q通道数据进行低通 滤波并输出低频信号。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤1.4中的采样映射器的工作步骤包括1. 3. 1、计算I通道和Q通道中数据符号的位置Ln ； 1. 3. 2、获取Ln对应的基带符号；1. 3. 3、根据相应的调制算法将获取的基带符号映射到星座图上绘制图像并进行分析。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括提供矢量信号分析界面供 用户设置相关参数的步骤。
6.一种矢量信号分析器，其通过LabVIEW语言实现，其特征在于，包括 A/D转换器，用以接收模拟调制信号并将其转化为数字调制信号；I/Q解调器，连接所述A/D转换器输出端，用以将接收到的数字调制信号降频并通过检 波器将其分离为I通道数据和Q通道数据的解调信号；接收端滤波器，连接所述I/Q解调器，用以将接收到的解调信号与截取的根升余弦滤 波器执行卷积操作并输出滤波后的基带信号；采样映射器，连接所述接收端滤波器，用以从接收到的滤波后的基带信号中采样基带 符号，并根据相应的调制算法将采样到的基带符号映射到星座图上绘制图像并进行分析。
7.如权利要求6所述的分析器，其特征在于，所述A/D转换器包括通过外部的采样时钟 和开始触发器连接采集卡的可编程接口以进行数字化采样的模块。
8.如权利要求7所述的分析器，其特征在于，所述I/Q解调器还包括获取数字调制信号并建立两个相干检波器A'。C0S(2Jif。t)和A'。Sin(2Jif。t)的模块通过所述检波器A' ccos (2 π f。t)对调制信号进行检波并分离输出I通道数据的模块 通过所述检波器A' ε8 η(2π^)对调制信号进行检波并分离输出Q通道数据的模块；建立一低通滤波器并使其对所述分离输出的I通道数据和Q通道数据进行低通滤波并 输出低频信号的模块。
9.如权利要求8所述的分析器，其特征在于，所述采样映射器包括 计算I通道和Q通道中数据符号位置Ln的模块；获取Ln对应的基带符号的模块；根据相应的调制算法将获取的基带符号映射到星座图上绘制图像并进行分析的模块。
10.如权利要求9所述的分析器，其特征在于，所述分析器还包括矢量信号分析界面模 块，供用户设置A/D转换的采样速率、载波频率、选择物理接收频道。
全文摘要
本发明揭示了一种矢量信号的分析方法及分析器，其通过LabVIEW语言进行虚拟设计而实现，首先建立A/D转换器，将模拟调制信号转化为数字调制信号；其次建立I/Q解调器和接收端滤波器，将数字调制信号分离为I通道数据和Q通道数据并进行滤波；最后建立采样映射器，对滤波后的基带信号进行采样，并根据相应的调制算法将采样到的基带符号映射到星座图上绘制图像并进行分析。
文档编号H03D3/02GK101997486SQ20091005672
公开日2011年3月30日 申请日期2009年8月20日 优先权日2009年8月20日
发明者沙洁 申请人:上海杉达学院