專利名稱：：一種基于矢量分析的調(diào)幅信號(hào)伴隨調(diào)相測(cè)量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及無線通信、廣播電視等領(lǐng)域，尤其是涉及基于矢量分析的調(diào)幅信號(hào)伴隨調(diào)相測(cè)量方法。
背景技術(shù)：
：在無線通信、廣播電視等領(lǐng)域，調(diào)幅(AM)信號(hào)是一種廣泛使用的信號(hào)，如公式(1)所示形式，對(duì)于理想的AM信號(hào)，0=0。但是由于器件特性不理想，在調(diào)幅的同時(shí)伴隨調(diào)相，導(dǎo)致P^0，P稱為調(diào)幅的伴隨調(diào)相指數(shù)，是調(diào)幅信號(hào)伴隨調(diào)相(incidentalPMatAM，以下簡稱伴隨調(diào)相)的測(cè)量中，衡量AM信號(hào)非理想特性的重要參量。自2006年以來，有研究人員使用頻譜分析的方法來計(jì)算e。但是該法的局限性較大-1、使用了貝塞爾函數(shù)近似方法，復(fù)雜度高但精確度不高。2、就公式(1)所示信號(hào)，傳統(tǒng)方法原則上只適用于3<=0.2rad且4>=0的情況。
發(fā)明內(nèi)容有鑒于以往方法的不足，本發(fā)明的主要目的在于提供一種基于矢量分析的調(diào)幅信號(hào)伴隨調(diào)相測(cè)量方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)幅信號(hào)準(zhǔn)確的測(cè)量。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，提出一種基于矢量分析的調(diào)幅信號(hào)伴隨調(diào)相測(cè)量方法，該方法包括以下步驟(1)使用矢量信號(hào)分析儀，對(duì)被測(cè)調(diào)幅信號(hào)進(jìn)行矢量解調(diào)測(cè)量，測(cè)量相位誤差的均方根值PhaseErr皿；(2)根據(jù)均方根值PhaseErr^s按下面的公式4計(jì)算伴隨調(diào)相指數(shù)，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>(4)所述矢量信號(hào)分析儀求調(diào)幅信號(hào)伴隨調(diào)相指數(shù)e時(shí)，進(jìn)行如下參數(shù)設(shè)置解調(diào)模式BPSK、QPSK或者8PSK，一般推薦BPSK模式；在預(yù)期的e大于0.7rad時(shí)，必須使用BPSK模式；解調(diào)載波頻率/￡±力，力的量值見式(1)^=^厶A^210，推薦A^為整數(shù)且240(4)符號(hào)速率Mx力，解調(diào)模式為BPSK，M=2;解調(diào)模式為QPSK，M=2或4;解調(diào)模式為8PSK，M=2、4或者8捕獲符號(hào)數(shù)量用；表示，見式(2)4,r,W為I^，推薦值4a，[]M^f拷(5)基帶測(cè)量濾波器推薦設(shè)置"關(guān)閉"；所述調(diào)幅信號(hào)存在伴隨調(diào)相情況下的表達(dá)式為51(/)=(l+Dcos2;r/j)sin[2;r/cf+〃cos(2;r//+0)](6)其中，,為載波頻率，D為調(diào)幅深度，乂為調(diào)制頻率。本發(fā)明的方法數(shù)學(xué)關(guān)系簡單，在0<=lrad且cj)為任意值的情況下，都能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確的測(cè)量。圖l是基于本發(fā)明方法的試驗(yàn)設(shè)置圖2是基于本專利方法得到的/^25kHz，D=60%，e=30deg,4>=0deg，解調(diào)模式為QPSK的解調(diào)矢量圖。具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述.圖1是基于本發(fā)明方法的試驗(yàn)設(shè)置圖。本發(fā)明所使用的矢量信號(hào)分析儀可以采用Agilent公司的矢量信號(hào)分析儀VSA，R&S公司的FSQ矢量信號(hào)分析模塊等。當(dāng)載波為力+y;(力D/6)，調(diào)幅深度為D、調(diào)制頻率為厶的AM信號(hào)在存在伴隨調(diào)相e的情況下，表達(dá)式為S(f)=(1+Z)cos2;r/j)sin[2;r(力+厶)""cos2;r/j](7)使用頻率為力的CW信號(hào)對(duì)S(/)進(jìn)行正交解調(diào)，則解調(diào)后的正交波形的矢量形式為K(/)=(1+"cos2;r/力exp.[J(2;r/j+〃cos2;r/j)](8)將「(0按照MPSK信號(hào)進(jìn)行處理(本次按照QPSK信號(hào)處理)來分析"0的相位誤差PhaseErr參量，則PhaseErr是由伴隨調(diào)相引起的，如果調(diào)幅周期乙遠(yuǎn)大于符號(hào)周期^，艮P:=丄□C=丄(設(shè)7;為7;的Ma倍數(shù)以上，Ma^30)m、。厶'哮/…aa7(9)且抽樣序列持續(xù)長度近似等于調(diào)幅周期的整倍數(shù)即-Na7;=N7;(10)N是VSA測(cè)量時(shí)捕獲的碼元數(shù)，^是正整數(shù)，推薦值^》1()，則統(tǒng)計(jì)平均效應(yīng)有利于提高PhaseErr讀數(shù)的準(zhǔn)確度。就一般的矢量信號(hào)分析儀表(典型的如AgilentVSA和腿SFSQ),其測(cè)量時(shí)捕獲的碼元數(shù)N是有限度的，在這種情況下較大的^和較大的Ma是有一定矛盾，推薦值為N=4000，/A=lMHz，/。=25kHz。則"0的抽樣序列W")為K(")=(l+Z)COS2;r/。"7;)eXp[y'(2;r/6"7;+/cos2;r/a"7;)](U)按照QPSK信號(hào)相位誤差的定義，可知(11)式對(duì)應(yīng)每個(gè)矢量抽樣對(duì)應(yīng)的PhaseErr序列是PhaseErr(w)=/cos2;r/。《(12)則顯然有PhaseErrPeak=max(^cos2;ry;"7;)〃(13)但是由于采樣點(diǎn)不一定在函數(shù)②s^"的極值點(diǎn)，所以(13)的原理性最大誤差為5<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>考慮到(12)式，則序列PhaseE^(")以N為周期重復(fù)，的RMS值可以表示為(14)則PhaseErrPhaseErr腿=(15)結(jié)合前式，則(15)可以改寫為積分的形式:PhaseErr歸=J(Psin2;r/力2^—71(16)(16)是一個(gè)明確簡潔的結(jié)論，數(shù)值計(jì)算顯示，如果(3)式最低條件得到滿足，則由于(15)到(16)的數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換造成的誤差在々x^—'4量級(jí)，可以忽略。從原理的準(zhǔn)確度分析，利于(16)求P的精度要高于利用(13)求e。下面給出了若干基于本方法的驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果實(shí)例，試驗(yàn)采用安捷倫E4438C矢量調(diào)制信號(hào)源的波形定義-下載功能，通過軟件方式生成形式如(1)式、具有不同調(diào)幅深度D、伴隨調(diào)相指數(shù)P和相位差4)的信號(hào)，然后基于專利方法測(cè)量e，驗(yàn)證P的預(yù)先設(shè)定值和測(cè)量值是否有差異，可以分別設(shè)置不同的調(diào)幅頻率fa、深度D、P設(shè)定值、'小設(shè)定值和解調(diào)模式。圖2給出了基于專利方法測(cè)量得到的I-Q解調(diào)圖像，設(shè)置/^25kHz，D=60%，P=45deg，d^0deg，解調(diào)模式QPSK的解調(diào)矢量圖；從對(duì)比不同參數(shù)設(shè)置下的解調(diào)矢量圖，其物理意義做出概要說明如下1、矢量解調(diào)模式是可以用來分析具有伴隨調(diào)相的AM信號(hào)的。2、I-Q圖像上每個(gè)點(diǎn)的矢量長度反映了當(dāng)時(shí)信號(hào)的幅度，而曲線相對(duì)中心的旋轉(zhuǎn)則反映了伴隨調(diào)相的程度，P的設(shè)置值越大，曲線旋轉(zhuǎn)趨勢(shì)越顯著。同時(shí)，參量cp對(duì)矢量圖曲線形狀有影響，但是試驗(yàn)證明對(duì)于下面表1給出了驗(yàn)證試驗(yàn)的誤差，首先，來說明誤差的數(shù)學(xué)定義和物理意義。通過前述軟件方式產(chǎn)生一個(gè)具有不同的/"、D、e和4)的信號(hào)，然后基于專利方法測(cè)量P，驗(yàn)證e的預(yù)先設(shè)定值和測(cè)量值是否有差異，則測(cè)量誤差定義為A糧-^^x謂o/0"設(shè)定表1是本次試驗(yàn)的系統(tǒng)測(cè)量誤差,<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>權(quán)利要求1.一種基于矢量分析的調(diào)幅信號(hào)伴隨調(diào)相測(cè)量方法，其特征在于包括步驟(1)使用矢量信號(hào)分析儀，對(duì)被測(cè)調(diào)幅信號(hào)進(jìn)行矢量解調(diào)測(cè)量，測(cè)量相位誤差的均方根值PhaseErrRMS；(2)根據(jù)均方根值PhaseErrRMS按下面的公式4計(jì)算伴隨調(diào)相指數(shù)，<mathsid="math0001"num="0001"><math><![CDATA[<mrow><mi>β</mi><mo>=</mo><msqrt><mn>2</mn></msqrt><mo>×</mo><mi>PhaseEr</mi><msub><mi>r</mi><mi>RMS</mi></msub><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>4</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>]]></math></maths>2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的伴隨調(diào)相測(cè)量方法，其特征在于，所述矢量信號(hào)分析儀求調(diào)幅信號(hào)伴隨調(diào)相指數(shù)e時(shí)，進(jìn)行如下參數(shù)設(shè)置解調(diào)模式BPSK、QPSK或者8PSK，一般推薦BPSK模式；在預(yù)期的P大于0.7rad時(shí)，必須使用BPSK模式；解調(diào)載波頻率/c±/d，力的量值見式(1)W^10，推薦A^為整數(shù)且》40(1)符號(hào)速率Mx厶，解調(diào)模式為BPSK，M=2;解調(diào)模式為QPSK，M=2或4;解調(diào)模式為8PSK，M二2、4或者8捕獲符號(hào)數(shù)量用Z,表示，見式(2)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>基帶測(cè)量濾波器推薦設(shè)置"關(guān)閉"；所述調(diào)幅信號(hào)存在伴隨調(diào)相情況下的表達(dá)式為=(1+Dcos2;r/力sin[2;r"+/cos(2;r/。'+0)](3)其中，人為載波頻率，D為調(diào)幅深度，y。為調(diào)制頻率。全文摘要本發(fā)明提供了一種基于矢量分析的調(diào)幅信號(hào)伴隨調(diào)相測(cè)量方法，所使用的主要裝置為矢量信號(hào)分析儀。傳統(tǒng)上測(cè)量伴隨調(diào)相是通過頻譜分析的方法，局限較多、計(jì)算復(fù)雜，本方法是通過對(duì)矢量信號(hào)分析儀的參數(shù)進(jìn)行合理設(shè)置，以矢量解調(diào)方式測(cè)量調(diào)幅信號(hào)，適用性廣、數(shù)學(xué)關(guān)系明確簡單。文檔編號(hào)G01R29/06GK101672877SQ20091017759公開日2010年3月17日申請(qǐng)日期2009年9月16日優(yōu)先權(quán)日2009年9月16日發(fā)明者峰周,孫景祿,睿張,張媛媛,張小雨,丹牟申請(qǐng)人:工業(yè)和信息化部通信計(jì)量中心