專利名稱：一種對信號傳輸?shù)谋忍劐e誤率進行分析的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字通信測量領(lǐng)域，特別涉及一種對信號傳輸?shù)谋忍劐e誤率進行分析 的方法。
背景技術(shù)：
一個通信系統(tǒng)，參見圖1，通常包括三個要素發(fā)射器，信道和接收器。發(fā)射器的功能是把信息源產(chǎn)生的信號注入載波，然后通過改變載波的幅值、頻率 或相位，調(diào)制成適合在信道中傳輸?shù)男盘?。調(diào)制過程可以把源信號的頻譜搬移到任意位置， 從而有利于信號的傳送，并且可以借助多路復用的方法使得頻譜資源得到充分利用。信道 是信號傳輸?shù)拿浇?，在傳輸?shù)倪^程中信號會有不同程度的衰減，其主要來源是可加性噪聲。 因此，接收器需要用相應(yīng)解調(diào)算法從載波中提取出原始的信號信息。實際解調(diào)的準確性取 決于解調(diào)算法的選擇、信噪比等因素。對于信號傳輸?shù)谋忍劐e誤率，可以通過LabVIEW語言設(shè)計虛擬儀器來進行相關(guān)的 測試，從而實現(xiàn)比特錯誤率的計算。LabVIEW是美國國家儀器公司開發(fā)的一種創(chuàng)新的圖形化編程環(huán)境，相比基于文本 的編程語言，提出了基于塊(Block)的系統(tǒng)設(shè)計方法。每一個LabVIEW程序都可以設(shè)計成 一個虛擬儀器(VI)，同時，一個VI還可以有多個子VI。LabVIEff的核心思想是結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)流，每一個VI運行都必須遵循數(shù)據(jù)流的規(guī) 范，即一個節(jié)點只有當所有的輸入都具備時才可運行，運行完成后的結(jié)果作為輸入輸出到 下一個節(jié)點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種對信號傳輸?shù)谋忍劐e誤率進行分析的方法，其能輸出比 特錯誤率。本發(fā)明提供一種對信號傳輸?shù)谋忍劐e誤率進行分析的方法，其通過LabVIEW語言 實現(xiàn)，包括以下步驟1. 1、建立包括基帶數(shù)字信號發(fā)生器、脈沖成形濾波器、I/Q調(diào)制器及D/A轉(zhuǎn)換器的 矢量信號發(fā)生器，用以輸出已調(diào)制的模擬基帶信號；1. 2、使所述矢量信號發(fā)生器輸出已調(diào)制的兩種信號一模擬噪音通道的帶噪音信 號和一無噪音信號；1.3、建立包括A/D轉(zhuǎn)換器、I/Q解調(diào)器、接收端濾波器及采樣映射器的矢量信號分 析器，接收所述矢量信號發(fā)生器輸出的所述兩種信號；1. 4、使所述矢量信號分析器解調(diào)所述兩種信號，并利用比較器和計算器計算所述 兩種信號的差異并輸出比特錯誤率。所述步驟1. 1中基帶數(shù)字信號發(fā)生器的工作步驟包括生成二進制序列；
通過星座圖將二進制序列映射為基帶符號；將基帶符號的幅值乘以一能量控制常量；將經(jīng)過能量控制的基帶符號分離成IQ調(diào)制中的I通道數(shù)據(jù)和Q通道數(shù)據(jù)并輸出。所述步驟1. 1中的脈沖成形濾波器的工作步驟包括獲取基帶符號流，同時建立一根升余弦濾波器和一移位寄存器；在發(fā)送端通過所述根生余弦濾波器對基帶符號進行成形濾波；在接收端通過所述移位寄存器對基帶符號進行匹配濾波。所述步驟1. 1中的I/Q調(diào)制器的工作步驟包括將濾波后的I通道數(shù)據(jù)通過cos (2 π fct)載波進行調(diào)制；將濾波后的Q通道數(shù)據(jù)通過sin (2 π f。t)載波進行調(diào)制；將上述兩步驟調(diào)制后的數(shù)據(jù)與I/Q通道的信號經(jīng)乘積調(diào)制并輸出。所述步驟1. 3中A/D轉(zhuǎn)換器通過外部的采樣時鐘和開始觸發(fā)器連接采集卡的可編 程接口以進行數(shù)字化采樣。所述步驟1. 3中的I/Q解調(diào)器的工作步驟包括獲取數(shù)字調(diào)制信號并建立兩個相干檢波器A'。C0S(2Jif。t)和A' csin(2Jifct)；通過所述檢波器A' ccos (2 π f。t)對調(diào)制信號進行檢波并分離輸出I通道數(shù)據(jù)；通過所述檢波器A' ε8 η(2π^)對調(diào)制信號進行檢波并分離輸出Q通道數(shù)據(jù)；建立一低通濾波器，使其對所述分離輸出的I通道數(shù)據(jù)和Q通道數(shù)據(jù)進行低通濾 波并輸出低頻信號。所述步驟1. 3中的采樣映射器的工作步驟包括計算I通道和Q通道中數(shù)據(jù)符號的位置Ln ；獲取Ln對應(yīng)的基帶符號；根據(jù)相應(yīng)的調(diào)制算法將獲取的基帶符號映射到星座圖上繪制圖像并進行分析。采用本發(fā)明所述的一種對信號傳輸?shù)谋忍劐e誤率進行分析的方法，其通過 LabVIEff語言實現(xiàn)，首先建立用以輸出已調(diào)制的模擬基帶信號的矢量信號發(fā)生器；其次使 所述矢量信號發(fā)生器輸出已調(diào)制的兩種信號一模擬噪音通道的帶噪音信號和一無噪音信 號；再建立矢量信號分析器，使所述矢量信號分析器解調(diào)所述兩種信號，并利用比較器和計 算器計算所述兩種信號的差異并輸出比特錯誤率。


圖1為目前通信系統(tǒng)的構(gòu)成元素示意圖2為所述對信號傳輸?shù)谋忍劐e誤率進行分析的方法的流程圖
圖3為所述矢量信號發(fā)生器建立過程的流程圖4為所述矢量信號發(fā)生器的原理框圖5為所述基帶數(shù)字信號發(fā)生器的工作流程圖6為所述脈沖成形濾波器的工作流程圖7為所述I/Q調(diào)制器的工作流程圖8為所述矢量信號分析器建立過程的流程圖9為所述矢量信號分析器的原理框圖10為所述A/D轉(zhuǎn)換器的工作流程圖；圖11為所述I/Q解調(diào)器的工作流程圖；圖12為所述接收端濾波器的工作流程圖；圖13為所述采樣映射器的工作流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。參見圖2，本發(fā)明所述的一種對信號傳輸?shù)谋忍劐e誤率進行分析的方法300，其通 過LabVIEW語言實現(xiàn)，包括以下步驟301、建立包括基帶數(shù)字信號發(fā)生器、脈沖成形濾波器、I/Q調(diào)制器及D/A轉(zhuǎn)換器的 矢量信號發(fā)生器，用以輸出已調(diào)制的模擬基帶信號；302、使所述矢量信號發(fā)生器輸出已調(diào)制的兩種信號一模擬噪音通道的帶噪音信 號和一無噪音信號；303、建立包括A/D轉(zhuǎn)換器、I/Q解調(diào)器、接收端濾波器及采樣映射器的矢量信號分 析器，接收所述矢量信號發(fā)生器輸出的所述兩種信號；304、使所述矢量信號分析器解調(diào)所述兩種信號，并利用比較器和計算器計算所述 兩種信號的差異并輸出比特錯誤率。下面介紹所述矢量信號發(fā)生器和矢量信號分析儀的建立方法參照圖3，矢量信號發(fā)生器的建立過程100包括步驟101、102、103、104，其通過 LabVIEW語言實現(xiàn)，通過所述過程100可以建立圖4中的矢量信號發(fā)生器200，下面對這些 步驟進行介紹101、建立基帶數(shù)字信號發(fā)生器，用以產(chǎn)生基帶符號并分離成I通道數(shù)據(jù)和Q通道 數(shù)據(jù)輸出。建立基帶數(shù)字信號發(fā)生器，使其生成隨機二進制序列，將二進制序列映射為基帶 符號，將形成的基帶符號進行能量控制，最后將基帶符號分離成IQ調(diào)制中的I通道數(shù)據(jù)和 Q通道數(shù)據(jù)并輸出。現(xiàn)代通信系統(tǒng)需要更大的信息吞吐量、更高的信號質(zhì)量、更好的安全和數(shù)字信號 兼容性。數(shù)字信號的優(yōu)點是設(shè)計者可以對數(shù)字化的信號做任何的處理可以在任意時間發(fā) 送信號；可以與其他信息混合發(fā)送；可以使用各種數(shù)字調(diào)制機制來降低傳輸數(shù)據(jù)量、提高 效率。在眾多數(shù)字調(diào)制算法中，IQ正交調(diào)制是一種在不增加帶寬的情況下提高有效傳輸速 率且抗信號干擾的一種調(diào)制機制。數(shù)字信號發(fā)生器生成隨機的二進制數(shù)據(jù)、映射二進制比特為符號并把符號分離成 IQ調(diào)制中的in-phase和quadrature分量。映射的方法根據(jù)不同的調(diào)制方法而有所不同，最 直觀的方法就是通過信號的星座圖(constellation diagram)。星座圖在二維的復平面上 顯示了不同調(diào)制方法所有可能的符號值。為了最小化傳輸過程中的突發(fā)錯誤，這里所有的 符號映射都采用格雷編碼(Gray Code)?；鶐д{(diào)制后的符號在復平面上可以表示為4^〃", An和θ n的值如表2-1所示表2-1調(diào)制符號表
權(quán)利要求
一種對信號傳輸?shù)谋忍劐e誤率進行分析的方法，其通過LabVIEW語言實現(xiàn)，其特征在于，包括以下步驟1.1、建立包括基帶數(shù)字信號發(fā)生器、脈沖成形濾波器、I/Q調(diào)制器及D/A轉(zhuǎn)換器的矢量信號發(fā)生器，用以輸出已調(diào)制的模擬基帶信號；1.2、使所述矢量信號發(fā)生器輸出已調(diào)制的兩種信號一模擬噪音通道的帶噪音信號和一無噪音信號；1.3、建立包括A/D轉(zhuǎn)換器、I/Q解調(diào)器、接收端濾波器及采樣映射器的矢量信號分析器，接收所述矢量信號發(fā)生器輸出的所述兩種信號；1.4、使所述矢量信號分析器解調(diào)所述兩種信號，并利用比較器和計算器計算所述兩種信號的差異并輸出比特錯誤率。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟1.1中基帶數(shù)字信號發(fā)生器的工作 步驟包括生成二進制序列；通過星座圖將二進制序列映射為基帶符號； 將基帶符號的幅值乘以一能量控制常量；將經(jīng)過能量控制的基帶符號分離成IQ調(diào)制中的I通道數(shù)據(jù)和Q通道數(shù)據(jù)并輸出。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟1.1中的脈沖成形濾波器的工作步 驟包括獲取基帶符號流，同時建立一根升余弦濾波器和一移位寄存器； 在發(fā)送端通過所述根生余弦濾波器對基帶符號進行成形濾波； 在接收端通過所述移位寄存器對基帶符號進行匹配濾波。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟1.1中的I/Q調(diào)制器的工作步驟包括將濾波后的I通道數(shù)據(jù)通過cos (2 π fct)載波進行調(diào)制； 將濾波后的Q通道數(shù)據(jù)通過sin (2 π fct)載波進行調(diào)制； 將上述兩步驟調(diào)制后的數(shù)據(jù)與I/Q通道的信號經(jīng)乘積調(diào)制并輸出。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述步驟1.3中A/D轉(zhuǎn)換器通過外部的采樣 時鐘和開始觸發(fā)器連接采集卡的可編程接口以進行數(shù)字化采樣。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述步驟1.3中的I/Q解調(diào)器的工作步驟包括獲取數(shù)字調(diào)制信號并建立兩個相干檢波器A'。C0S(2Jif。t)和A'。Sin(2Jif。t)； 通過所述檢波器A' ccos (2 π fct)對調(diào)制信號進行檢波并分離輸出I通道數(shù)據(jù)； 通過所述檢波器A' ε8 η(2π^)對調(diào)制信號進行檢波并分離輸出Q通道數(shù)據(jù)； 建立一低通濾波器，使其對所述分離輸出的I通道數(shù)據(jù)和Q通道數(shù)據(jù)進行低通濾波并 輸出低頻信號。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述步驟1.3中的采樣映射器的工作步驟包括計算I通道和Q通道中數(shù)據(jù)符號的位置Ln ； 獲取Ln對應(yīng)的基帶符號；根據(jù)相應(yīng)的調(diào)制算法將獲取的基帶符號映射到星座圖上繪制圖像并進行分析。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種對信號傳輸?shù)谋忍劐e誤率進行分析的方法，其通過LabVIEW語言實現(xiàn)，首先建立用以輸出已調(diào)制的模擬基帶信號的矢量信號發(fā)生器；其次使所述矢量信號發(fā)生器輸出已調(diào)制的兩種信號一模擬噪音通道的帶噪音信號和一無噪音信號；再建立矢量信號分析器，使所述矢量信號分析器解調(diào)所述兩種信號，并利用比較器和計算器計算所述兩種信號的差異并輸出比特錯誤率。
文檔編號H04L1/20GK101997664SQ200910056719
公開日2011年3月30日 申請日期2009年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月20日
發(fā)明者沙潔 申請人:上海杉達學院