一种IEEE802-11ax信号高精度解调测试方法与流程

文档序号:22971010发布日期:2020-11-19 21:55阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种ieee802-11ax信号高精度解调测试方法,其特征在于,具体包括以下步骤:

步骤1:数据捕获;采用多台信号分析仪并联的方式实现,多台信号分析仪中一台为主信号分析仪,用于对捕获数据的分析,其它附属信号分析仪只负责数据采集工作,将802-11ax信号解调分析功能,只部署到主信号分析仪中;主信号分析仪触发输出连接附属信号分析仪触发输入,以确保多台信号分析仪之间同时进行数据采集,同时主信号分析仪通过网线与其他信号分析仪相连接,实现附属信号分析仪到主信号分析仪的数据传输;

步骤2:脉冲搜索;首先针对采集到的数据进行幅度最大值和最小值搜索,由最大值和最小值确定脉冲幅度范围;将脉冲幅度范围等间隔划分,统计脉冲幅度落入每一幅度区间的概率,概率最大的两个区间分别是脉冲底部和脉冲顶部,利用脉冲底部和脉冲顶部可对脉冲检测阈值进行自动设置,从而实现脉冲的提取;

步骤3:采样率变换;根据不同信号带宽类型进行采样率变换,转换至802.11ax特定的采样率;

步骤4:帧同步;采用常规短训练序列循环相关运算进行同步,窗长度取短训练序列的一半,相关结果只出现一个尖峰,设接收信号为r,滑动窗口长度为l,接收信号通过与其延迟d个采样值共扼相乘累加取模进行帧同步检测;cn表示计算接收信号和其延时在n时刻的互相关系数,如公式(1)所示:

其中r表示接收信号,r*表示r的共轭,i表示循环变量;pn表示移位至n时刻计算互相关系数时窗口期间接收信号的能量,如公式(2)所示,用于判决统计的归一化;

最后经过公式(3)进行统计判决:

其中,mn表示用于判决统计的归一化值;

步骤5:载波同步;设δf为接收机与发射机的残留频偏,帧同步后常规长训练序列相关运算如公式(4)所示:

其中,z为接收训练序列的相关运算值,rn表示接收训练序列n时刻样值,表示接收训练序列n+d时刻样值的共轭,lls表示常规长训练序列长度,sn表示理想训练序列n时刻样值,sn+d表示理想训练序列n+d时刻样值,ts为采样周期,表示sn+d的共轭;

公式(4)的频偏估计为,公式(5):

其中,表示频偏估计值;

步骤6:ofdm解调;首先去除ofdm符号之间的保护间隔,然后通过fft实现ofdm符号的解调;

步骤7:常规前导信道估计;常规前导序列的长训练符号用于对单路数据的信道估计,k号子载波处接收常规长训练序列rltf,k表示为,公式(6):

rltf,k=ltfk·hk+wk(6)

其中,hk表示k号子载波的信道响应,ltfk为k号子载波处长训练符号,wk表示长训练符号经fft变换后k号子载波处噪声;则k号子载波处的信道响应估计值为,公式(7):

步骤8:常规前导信道均衡;设k号子载波上接收到的符号采样值为ak,则均衡结果为,公式(8):

步骤9:信号域解析;在进行数据部分解调之前应当先由信号域获取数据部分的调制参数;通过解映射、解交织、解卷积步骤实现对信号域的解码,对照协议恢复出数据部分的相关调制参数;

步骤10:高效前导信道估计;两路空间流及两个接收通道,高效前导长训练序列其多路接收表示为,公式(9):

其中表示接收通道1在t1时刻接收到的heltf的k号子载波处的值,表示接收通道1在t2时刻接收到的heltf的k号子载波处的值,表示接收通道2在t1时刻接收到的heltf的k号子载波处的值,表示接收通道2在t2时刻接收到的heltf的k号子载波处的值,heltfk为发送高效前导长训练序列k号子载波处的值,δf表示子载波间隔,表示发射通路1的循环移位值,表示发射通路2的循环移位值,表示发射天线1至接收天线1的信道响应,表示发射天线2至接收天线1的信道响应,表示发射天线1至接收天线2的信道响应,表示发射天线2至接收天线2的信道响应,经过解公式(9)得k号子载波处的信道响应为,公式(10):

其中分别为的估计值;

步骤11:数据部分信道均衡;数据部分接收情况表示为,公式(11):

其中r1k表示第1路接收数据在k号子载波处的值,表示第2路接收数据在k号子载波处的值,表示第1路发射数据在k号子载波处的值,表示第2路发射数据在k号子载波处的值,标准中规定

将估计值代入公式(11),解公式(11)得,公式(12)及公式(13):

其中分别为接收信号在均衡后第1路与第2路数据在k号子载波处的值,即发送数据的估计值;

步骤12:相位跟踪;接收信号在经fft解调并进行信道均衡后符号l的k子载波处的相位表示为,公式(14):

其中为发送数据的理想相位,为符号l处所有子载波的公有相位漂移,为定时在符号l的k子载波处的相位漂移,

公式(15)及公式(16):

δfrest为粗频偏补偿后的剩余频偏,ξ为晶振的时钟偏移,dγl为第l个ofdm符号的相位抖动,t表示ofdm符号周期;采用导频信号进行相位跟踪时导频信号为已知参数,通过公式(14)联合数据部分所有ofdm符号的导频子载波建立代价函数,公式(17):

其中nof_symbols指数据部分ofdm符号个数,pilot_sub指导频子载波,将导频符号代入上述代价函数,利用最大似然估计方法得δfrest、ξ、dγl的估计值将估计值代入公式(14)即可对解调信号进行相位修正,得到测量信号meas;

步骤13:参考信号生成;由解调得到的测量信号进行理想星座点的判决,生成理想信号即参考信号;

步骤14:误差参数输出;将测量信号及参考信号代入相应误差参数计算公式即得到误差矢量幅度、幅度误差、相位误差等参数,具体计算方法见公式(18)、(19)、(20),其中evm表示误差矢量幅度,amplerr表示幅度误差,phaseerr表示相位误差,imeas表示测量信号i路,qmeas表示测量信号q路,iref表示参考信号i路,qref表示参考信号q路,arg表示取相位;此时即完成了对802-11ax信号的调制特性测量。

phaseerr=arg(qmeas,imeas)-arg(qref,iref)(20)

2.如权利要求1所述的调测试方法,其特征在于,所述步骤1还包括在主信号分析仪端设置附属信号分析仪ip地址,并通过程控命令实现对附属信号分析仪的程控,从而实现主信号分析仪对多路数据的同时捕获。


技术总结
本发明公开了一种IEEE802‑11ax信号高精度解调测试方法,利用多台信号分析仪并联解决了只有单个接收通道的信号分析仪不能进行MIMO数据获取的问题,同时可对MIMO形式的802‑11ax信号进行多路同时解调测试、多路同时捕获并进行多路同时分析;此外本发明采用相位跟踪技术实现802‑11ax信号高精度解调,使算法可以应用于信号分析仪等高精度测量仪器。

技术研发人员:韩翔;王峰;周钦山;杜垚
受保护的技术使用者:中电科仪器仪表有限公司
技术研发日:2020.08.20
技术公布日:2020.11.17
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