CN101729159A

CN101729159A - 信号生成方法和装置

Info

Publication number: CN101729159A
Application number: CN200810171250A
Authority: CN
Inventors: 孙大伟
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2008-10-27
Filing date: 2008-10-27
Publication date: 2010-06-09

Abstract

本发明实施例涉及一种信号生成方法和装置。其中所述方法包括：生成与各个频点信号对应的随机相位；根据所述随机相位和所述各个频点信号的幅度生成频域信号；以及采用快速频时变换方法将所述频域信号转化为时域信号。所述装置包括随机相位生成模块、频域信号生成模块和频时变换模块，其中所述随机相位生成模块用于生成与各个频点信号对应的随机相位；所述频域信号生成模块用于根据所述随机相位和所述各个频点信号的幅度生成频域信号；所述频时变换模块用于采用快速频时变换方法将所述频域信号转化为时域信号。本发明实施例提供的信号生成方法和装置降低了生成的扫频信号的PMR，加快了软件产生扫频信号的速度。

Description

信号生成方法和装置

技术领域

本发明实施例涉及通信技术，尤其涉及一种信号生成方法和装置。

背景技术

在测试领域，经常需要观察被测器件(device under test；简称：DUT)在宽频带内的特性变化情况，此时就需要测试设备具有扫频测试的功能，即通过多次发送/接收中心频率不同的较小带宽的信号完成宽频带的测试。

目前，扫频信号产生的方法分高频和中低频两类。其中，中低频扫频信号的产生方法普遍采用软件为主的方式，其产生的扫频信号每个子信号包含多个离散频点的信号。现有技术中产生中低频扫频信号的方法主要包括如下两个步骤：利用软件产生多个单频点信号，以及通过软件叠加产生的单频点信号。如图1所示，为现有技术中采用软件方式生成扫频信号的方法流程示意图，具体可以包括如下步骤：步骤11、软件方法产生多个单频点信号；步骤12、软件方法叠加所述多个单频点信号；步骤13、单通道模拟数字转换叠加后的信号并发送。其中，步骤12的方法还可以由硬件实现。

发明人深入研究发现，现有技术中产生中低频扫频信号的方法存在如下缺陷：软件产生信号的速度较慢，尤其是在步骤11中利用软件方法产生多个单频点信号的过程需要较长的时间，这样导致整个测试过程序要较长的测试时间或较大的存储空间；由于产生的多个单频点信号的相位具有确定的关系，因此独立产生多个单频点信号之后叠加产生的单频点信号通常具有较高的峰值有效值比(Peak-to-Mean Ratio；以下简称：PMR)，其后级处理电路(放大、滤波)动态范围有限，为防止信号在后级处理中发生溢出现象，需要降低发送信号的功率，这可能会导致测试精度降低等问题。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明实施例提供了一种信号生成方法和装置，用以实现快速产生具有低PMR的扫频信号。

本发明实施例提供了一种信号生成方法，包括：

生成与各个频点信号对应的随机相位；

根据所述随机相位和所述各个频点信号的幅度生成频域信号；以及

采用快速频时变换方法将所述频域信号转化为时域信号。

本发明实施例还提供了一种信号生成装置，包括：

随机相位生成模块，用于生成与各个频点信号对应的随机相位；

频域信号生成模块，与所述随机相位生成模块连接，用于根据所述随机相位和所述各个频点信号的幅度生成频域信号；以及

频时变换模块，与所述频域信号生成模块连接，用于采用快速频时变换方法将所述频域信号转化为时域信号。

本发明实施例提供的信号生成方法和装置由于生成的频域信号具有随机相位，因此在快速频时变换过程中就不会由于信号的叠加而产生具有较高PMR的时域信号，降低了生成的扫频信号的PMR，而且采用快速频时变换将产生的频域信号转化为时域信号，不需要生成多个单频点信号，加快了软件产生扫频信号的速度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中采用软件方式生成扫频信号的方法流程示意图；

图2为本发明信号生成方法一个实施例的流程示意图；

图3为本发明信号生成方法又一个实施例的流程示意图；

图4为本发明信号生成装置一个实施例的结构示意图；

图5为本发明信号生成装置又一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图2所示，为本发明信号生成方法一个实施例的流程示意图，具体可以包括如下步骤：

步骤21、生成与各个频点信号对应的随机相位；

步骤22、根据所述随机相位和所述各个频点信号的幅度生成频域信号；

步骤23、采用快速频时变换方法将所述频域信号转化为时域信号。

本实施例通过生成与各个频点信号对应的随机相位，然后根据所述随机相位和幅度生成频域信号，最后采用快速频时变换方法将所述频域信号转化为时域信号。由于生成的各个频点信号为随机相位，相位之间没有固定的关系，经过频时变换之后的时域信号就不会由于变换过程中的信号叠加而具有较高的PMR，生成的时域信号具有较低的PMR，因此降低了生成的扫频信号的PMR。此外，利用快速频时变换的方法将生成的频域信号转化为时域信号，不需要产生多个单频点信号，从而节省了产生多个单频点信号所需要的较长的时间，加快了软件产生扫频信号的速度。

如图3所示，为本发明信号生成方法又一个实施例的流程示意图，在上一实施例基础上，步骤21具体可以为：

步骤211、通过下式迭代生成与各个频点信号对应的随机相位：

Φ(m+1)＝(a*Φ(m)+b)％360

其中，Φ(m)表示第m个频点信号的相位，a和b为常整数，％表示取余运算。

在本实施例中，还可以采用其他随机码生成方法生成与各个频点信号对应的随机相位，例如黄金序列生成方法，该方法首先选取m1和m2两个序列，这两个序列可以固定或不固定，为简化运算，该m1和m2序列可以固定，例如可以设为：

m1＝1111100011011101010000100101100，

m2＝1111100100110000101101010001110

然后，按照下式将m2序列左移与m1序列异或运算得到一个序列：

g_m＝Lshift(m2，m)^m1

其中，Lshift(，n)表示对二进制码左移m位，符号^表示异或运算，得到的该序列即为黄金序列，g_m表示黄金序列中第m个编码，然后该黄金序列可以采用取余的方法通过下式转化为相位：

Φ(m)＝g_m％360

其中Φ(m)表示第m个频点信号的相位，符号％表示取余运算。

在上一实施例基础上，步骤22中的所述频域信号包括各个频点信号和与所述各个频点信号对应的共轭对称向量，步骤22具体可以包括如下步骤：

步骤221、根据所述随机相位和所述各个频点信号的幅度生成所述各个频点信号；

在本步骤中，具体可以通过下式生成频点信号：

S_m＝A_m*cosα_m+jA_m*sinα_m

其中，S_m表示第m个频点信号，A_m表示所述第m个频点信号的幅度，α_m表示所述第m个频点信号的相位；通过A_m*cosα_m生成频点信号S_m的实部，通过A_m*sinα_m生成频点信号S_m的虚部；其中，所述幅度为内部固定值或外部输入值。

步骤222、通过埃尔米特变换处理所述各个频点信号生成共轭对称向量；在本步骤中，具体可以为通过下式生成所述共轭对称向量：

S_k＝conj(S_2L-k)

其中，L表示奈奎斯特频率频点数，S_k表示第k个频点信号，2L＞k＞L，conj表示共轭运算。

本实施例还可以包括如下步骤：

步骤33、利用快速离散傅立叶反变换将所述频域信号转化为时域信号；

步骤34、采用数字模拟转化方法将所述时域信号转化为模拟信号并发送。

在本实施例中，首先生成与各个频点信号对应的随机相位，然后根据所述随机相位和各个频点信号的幅度生成频域信号，再将所述频域信号通过快速离散傅立叶反变换变换为时域信号，最后通过数字模拟转化方法将所述时域信号转化为模拟信号并发送。由于生成的各个频点信号具有随机相位，因此频域信号具有随机相位，相位之间没有固定的关系，在快速离散傅立叶反变换中不会由于信号的叠加而产生较高的PMR，生成的时域信号就具有较低的PMR，因此降低了生成的扫频信号的PMR。此外，由于采用了快速离散傅立叶反变换将生成的频域信号转化为时域信号，不需要产生多个单频点信号，从而节省了产生多个单频点信号所需要的较长的时间，加快了软件产生扫频信号的速度。

如图4所示，为本发明信号生成装置一个实施例的结构示意图，具体可以包括随机相位生成模块41、频域信号生成模块42和频时变换模块43，频域信号生成模块42与随机相位生成模块41连接，频时变换模块43与频域信号生成模块42连接。其中，随机相位生成模块41用于生成与各个频点信号对应的随机相位；频域信号生成模块42用于根据所述随机相位和所述各个频点信号的幅度生成频域信号；频时变换模块43采用快速频时变换方法将所述频域信号转化为时域信号。

本实施例通过随机相位生成模块41生成与各个频点信号对应的随机相位，频域信号生成模块42根据所述随机相位和各个频点信号的幅度生成频域信号，频时变换模块43将所述频域信号转化为时域信号。由于随机相位生成模块41生成了随机相位，所以生成的频域信号具有随机相位，相位之间没有固定的关系，在频时变换过程中就不会由于信号的叠加而产生较高的PMR，因此降低了生成的扫频信号的PMR。此外，频时变换模块43采用快速频时变换方法将生成的频域信号转化为时域信号，不需要产生多个单频点信号，从而节省了产生多个单频点信号所需要的较长的时间，加快了软件产生扫频信号的速度。

如图5所示，为本发明信号生成装置又一个实施例的结构示意图，具体可以包括随机相位生成模块41、幅度获取模块46、频域信号生成模块42、快速离散傅立叶反变换模块44和数字模拟转化模块45，频域信号生成模块42具体可以包括频点信号生成单元421和埃尔米特变换单元422，频点信号生成单元421分别与随机相位生成模块41和幅度获取模块46连接，埃尔米特变换单元422与频点信号生成单元421连接，快速离散傅立叶反变换模块44分别与频点信号生成单元421和埃尔米特变换单元422连接，数字模拟转化模块55与快速离散傅立叶反变换模块54连接。其中，随机相位生成模块41用于生成与各个频点信号对应的随机相位；幅度获取模块46用于获取所述各个频点信号的幅度，将所述幅度输出给频点信号生成单元421，所述幅度为内部固定值或外部输入值；频点信号生成单元421用于根据所述随机相位和所述各个频点信号的幅度生成所述各个频点信号，将所述各个频点信号输出给快速离散傅立叶反变换模块44；埃尔米特变换单元422用于通过埃尔米特变换处理所述各个频点信号生成共轭对称向量，将所述向量输出给快速离散傅立叶反变换模块44；所述频域信号包括所述各个频点信号和与所述各个频点信号对应的所述共轭对称向量；快速离散傅立叶反变换模块44用于采用快速离散傅立叶反变换将所述频域信号转化为时域信号；数字模拟转化模块55用于采用数字模拟转化方法将所述时域信号转化为模拟信号并发送。

在本实施例中，随机相位生成模块41生成与各个频点信号对应的随机相位，幅度获取模块46获取所述各个频点信号的幅度，然后频点信号生成单元421根据所述随机相位和幅度生成所述各个频点信号，埃尔米特变换单元422通过埃尔米特变换处理所述各个频点信号生成共轭对称向量，所述频点信号和向量组成频域信号，快速离散傅立叶反变换模块44再通过快速离散傅立叶反变换将所述频域信号转化为时域信号；最后，数字模拟转化模块45将所述时域信号转化为模拟信号并发送。

在本实施例中，由于随机相位生成模块41可以生成随机相位，生成的频域信号具有随机相位，相位之间没有固定的关系，因此在频时变换过程中就不会由于信号的叠加而产生较高的PMR，所以生成的扫频信号具有较低的PMR。此外，快速离散傅立叶反变换模块44采用了快速离散傅立叶反变换对所述频域信号进行频时变换而生成时域信号，不需要产生多个单频点信号，节省了产生多个单频点信号所需要的较长的时间，从而加快了软件产生扫频信号的速度。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明，可以通过硬件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个或多个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种信号生成方法，其特征在于包括：

生成与各个频点信号对应的随机相位；

采用快速频时变换方法将所述频域信号转化为时域信号。

2.根据权利要求1所述的信号生成方法，其特征在于，所述生成随机相位具体为：通过下式迭代生成与所述各个频点信号对应的随机相位：

Φ(m+1)＝(a*Φ(m)+b)％360

3.根据权利要求1所述的信号生成方法，其特征在于，所述幅度为内部固定值或外部输入值。

4.根据权利要求1-3任一所述的信号生成方法，其特征在于，所述频域信号包括各个频点信号和与所述各个频点信号对应的共轭对称向量，所述生成频域信号包括：

根据所述随机相位和所述各个频点信号的幅度生成所述各个频点信号；

通过埃尔米特变换处理所述各个频点信号，生成共轭对称向量。

5.根据权利要求4所述的信号生成方法，其特征在于，所述生成所述各个频点信号具体为通过下式生成所述各个频点信号：

S_m＝A_m*cosα_m+jA_m*sinα_m

其中S_m表示第m个频点信号，A_m表示所述第m个频点信号的幅度，α_m表示所述第m个频点信号的随机相位。

6.根据权利要求5所述的信号生成方法，其特征在于，所述生成共轭对称向量具体为通过下式生成所述共轭对称向量：

S_k＝conj(S_2L-k)

7.根据权利要求1所述的信号生成方法，其特征在于，所述采用快速频时变换方法具体为采用快速离散傅立叶反变换。

8.根据权利要求1所述的信号生成方法，其特征在于，所述将所述频域信号转化为时域信号之后还包括：

采用数字模拟转化方法将所述时域信号转化为模拟信号并发送。

9.一种信号生成装置，其特征在于包括：

10.根据权利要求9所述的信号生成装置，其特征在于，所述频域信号包括所述各个频点信号和与所述各个频点信号对应的共轭对称向量，所述频域信号生成模块具体包括：

频点信号生成单元，与所述随机相位生成模块连接，用于根据所述相位和所述各个频点信号的幅度生成所述各个频点信号，将所述各个频点信号输出给所述频时变换模块；

埃尔米特变换单元，与所述频点信号生成单元连接，用于通过埃尔米特变换处理所述各个频点信号生成共轭对称向量，将所述向量输出给所述频时变换模块。

11.根据权利要求9所述的信号生成装置，其特征在于所述频时变换模块具体为：

快速离散傅立叶反变换模块，用于采用快速离散傅立叶反变换将所述频域信号转化为时域信号。

12.根据权利要求10所述的信号生成装置，其特征在于还包括：

幅度获取模块，用于获取所述各个频点信号的幅度，将所述幅度输出给所述频点信号生成单元，所述幅度为内部固定值或外部输入值。

13.根据权利要求9所述的信号生成装置，其特征在于还包括：

数字模拟转化模块，与所述频时变换模块连接，用于采用数字模拟转化方法将所述时域信号转化为模拟信号并发送。