CN101771635A - 测试信号的生成方法及其矢量文件生成装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种测试信号的矢量文件生成装置，包括发射机，发送用于测试的标准射频信号；信号记录仪，所述信号记录仪对所述射频信号进行采样，以获得基带信号采样数据；信号处理模块，对所述基带信号采样数据进行采样频率转换、载波频偏补偿和/或同步定位的处理，以生成无偏频、同步的单倍速率采样信号；文件生成模块，所述文件生成模块根据所述单倍速率采样信号生成测试矢量文件。接收设备生产商通过获取测试矢量文件用于接收设备的测试，能够避免发射机测试设备利用率低的问题。本发明还提供了测试信号的矢量文件生成方法和测试信号生成方法。

Description

测试信号的生成方法及其矢量文件生成装置和方法

技术领域

本发明涉及数字信息传输技术领域，尤其涉及广播接收设备的测试信号生成方法。

背景技术

通常，广播接收设备例如手机、数字电视等的生产商在产品制造中，需要对其生产的接收设备进行测试，以检测产品的信号接收等性能。为了方便生产商进行产品测试，需要使用各种方法产生标准的测试信号。

目前常用方法是生产商需购买产品对应的发射机，通过使用实际的发射机发送测试信号来进行测试。但是，发射设备不仅较为昂贵，而且一种发射机只能发送规定体制的信号，通常不能够发送其它类型的信号。换言之，手机设备只能够使用发射手机信号的发射机进行测试，数字电视则只能够使用提供数字电视信号的发射机。因此，发射机的设备使用率较低。对于制造各种不同类型接收设备的同一个生产商来说，为了进行产品的测试，则需要购买多个不同类型的发射机，从而测试成本增加。

因此，接收设备生产商如何在避免或减少昂贵发射机测试设备利用率低的情况下，获得需要的测试信号实现产品的测试是一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决现有技术中的上述问题之一。

为此，本发明提出了一种测试信号的矢量文件生成装置和方法，以能够避免发射机利用率低的问题。

根据本发明的一个方面，本发明的实施例提出一种测试信号的矢量文件生成装置，所述矢量文件生成装置包括：发射机，发送用于测试的标准射频信号；信号记录仪，所述信号记录仪对所述射频信号进行采样，以获得基带信号采样数据；信号处理模块，对所述基带信号采样数据进行采样频率转换、载波频偏补偿和/或同步定位的处理，以生成无偏频、同步的单倍速率采样信号；文件生成模块，所述文件生成模块根据所述单倍速率采样信号生成测试矢量文件。

根据本发明进一步的实施例，所述信号处理模块包括采样频率转换单元，所述采样频率转换单元根据所述发射机的采样频率和所述信号记录仪的采样频率，将所述基带信号采样数据转换为发射机采样频率的单倍速率采样信号。

根据本发明进一步的实施例，所述信号处理模块包括载波频偏估计单元和载波频偏补偿单元，载波频偏估计单元对发射机和信号记录仪之间的载波频率偏差进行估计，以得到载波频偏估计值；载波频偏补偿单元利用载波频偏估计值对单倍速率采样信号进行载波频偏补偿，以得到无偏频的单倍速率采样信号。

根据本发明进一步的实施例，所述信号处理模块包括同步估计单元和帧信号截取单元，同步估计单元对单倍速率采样信号进行同步估计，以确定单倍速率采样信号的帧同步头位置；帧信号截取位单元根据帧同步头位置从单倍速率采样信号中截取整数个帧信号，以获得同步的单倍速率采样信号。

根据本发明进一步的实施例，所述信号处理模块还包括上采样单元和整形滤波单元，上采样单元以预定采样频率对单倍速率采样信号进行上采样，整形滤波单元对上采样信号进行整形滤波，以得到规则波形的多倍速率采样信号用于文件生成模块生成所述测试矢量文件。

根据本发明的另一方面，本发明的实施例还提出一种测试信号的矢量文件生成方法，包括以下步骤：利用信号记录仪对发射机发出用于测试的标准射频信号进行采样，并获得对应的基带信号采样数据；对所述基带信号采样数据进行采样频率转换、载波频偏补偿和/或同步定位，以生成无偏频、同步的单倍速率采样信号；根据所述单倍速率采样信号生成测试矢量文件。

根据本发明进一步的实施例，对所述基带信号采样数据进行采样频率转换的步骤包括：根据所述发射机的采样频率和所述信号记录仪的采样频率，将所述基带信号采样数据转换为发射机采样频率的单倍速率采样信号。

对所述基带信号采样数据进行采样频率转换的步骤包括：根据所述发射机的采样频率和所述信号记录仪的采样频率，将所述基带信号采样数据转换为发射机采样频率的单倍速率采样信号。

对所述基带信号采样数据进行载波频偏补偿的步骤包括：对所述发射机和所述信号记录仪之间的载波频率偏差进行估计，以得到载波频偏估计值；和利用所述载波频偏估计值对所述单倍速率采样信号进行载波频偏补偿，以得到无偏频的单倍速率采样信号。

根据本发明的再一方面，本发明的实施例提出一种测试信号的生成方法，包括以下步骤：利用信号记录仪对发射机发出用于测试的标准射频信号进行采样，并获得对应的基带信号采样数据；对所述基带信号采样数据进行采样频率转换、载波频偏补偿和/或同步定位，以生成无偏频、同步定位的单倍速率采样信号；对所述单倍速率采样信号进行上采样和整形滤波，以得到规则波形的多倍速率采样信号；根据所述多倍速率采样信号生成测试矢量文件；和通过信号发生器将所述测试矢量文件转换为测试信号。

本发明测试信号的矢量文件生成装置和方法使用信号记录仪对发射机发出的测试信号进行采集，和相应的采样频率转换、载波频偏补偿和/或同步定位的适当信号处理，从而得到测试信号对应的测试矢量文件。因此，接收设备生产商通过获取发射机发出的测试信号对应的测试矢量文件，来代替获取实际的用于测试的发射机，则能够避免现有技术发射机测试设备利用率低的问题。

另外，通过本发明的测试信号生成方法，根据发射机发出的测试信号获得对应的测试矢量文件，并且利用信号发生器对测试矢量文件进行播放，从而可以得到与实际发射机信号对应的测试信号。本方法采用信号发生器这种广泛使用的通用仪器，因此设备利用率高，降低了资源浪费。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明测试信号的矢量文件生成装置的结构方框图；

图2为适用本发明的帧信号的结构图；

图3为本发明实施例的信号处理模块的结构示意图；

图4为本发明测试信号的矢量文件生成方法的步骤流程图；

图5为本发明实施例的发射机射频信号帧结构示意图；

图6为本发明实施例用于射频信号生成的随机信号发生器结构图；

图7为图6的复m序列发生器的同步m序列生成器原理图；

图8为本发明实施例的采样频率转换步骤示意图；

图9为本发明实施例的载波频偏估计和同步估计步骤示意图；

图10本发明实施例的无偏频且同步定位的单倍速率采样信号生成步骤流程图；

图11为本发明实施例的粗同步头位置搜索算法结构示意图；

图12为本发明实施例的分数频偏估计算法结构示意图；

图13为本发明实施例的载波分数频偏补偿算法结构示意图；

图14为本发明实施例的帧精同步与整数频偏估计算法结构示意图；和

图15为本发明测试信号的生成方法步骤流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

首先参考图1，该图为本发明测试信号的矢量文件生成装置的结构方框图。

下面，结合附图对测试信号矢量文件生成装置20的系统结构详细说明如下。从图1可知，测试信号矢量文件生成装置20包括发射机12、信号记录仪14、信号处理模块16和文件生成模块18。发射机12发送用于测试的标准射频信号，本发明适用于具有规则的周期性帧结构的射频信号，并且每帧由同步头和信号体构成，帧信号的结构如图2所示。

信号记录仪14对发射机发出的射频信号进行模/数(A/D)采样，以获得基带信号采样数据。如果射频信号对应的射频频点相比信号记录仪14为高频点，则信号记录仪14采样需要对接收的射频信号进行下变频。

信号处理模块16对基带信号采样数据进行采样频率转换、载波频偏补偿和/或同步定位的处理，以生成无偏频、同步的单倍速率采样信号。文件生成模块18则根据信号处理模块16输出的采样信号生成测试信号对应的测试矢量文件。例如针对E4438C信号发生器，采样信号分为I相和Q相的两个文件存储，每个采样点在I/Q相文件中均用16位的符号数表示。但是需要指出的是，上述形式的测试矢量文件不局限于该具体实施例。文件生成模块18可以根据信号发生器的类型，结合采样信号生成信号发生器可播放的对应测试矢量文件。

通过将本发明的矢量文件生成装置20生成的测试矢量文件送入普通信号发生器24中，由信号发生器24播放测试矢量文件，则可以输出对应的测试信号用于接收设备的测试。

这里，发射机12及其输出射频信号的类型与接收设备的类型相对应，例如对于手机设备测试选择发射手机信号的发射机，数字电视则使用提供数字电视信号的发射机。但是，对于不同的射频信号，通过信号记录仪14信号处理模块16和文件生成模块18的相应处理，最终输出接收设备对应的测试信号矢量文件。

由于实际采用的发射机12和信号记录仪14的设备配置可能不同，因此信号记录仪14记录的基带信号的采样频率与发射机12的采样频率可能不一致，或者发射机12的载波频率和信号记录仪14的下变频频率可能存在偏差。另外，信号记录仪14的起始记录可能位于射频信号的任何位置，不一定是同步头。因此，当存在上述问题时，需要信号处理模块16进行相应的采样频率变换、载波频偏补偿及/或同步定位处理，以获得符合要求的测试信号用于接收设备的测试。

下面，结合图3对信号处理模块16的系统结构进行详细说明，图3为本发明实施例的信号处理模块的结构示意图。

如图所示，信号处理模块16包括采用频率转换单元62、载波频偏估计单元64、载波频偏补偿单元66、同步估计单元68和帧信号截取单元70。采样频率转换单元62根据发射机12的采样频率和信号记录仪14的采样频率，将基带信号采样数据转换为发射机12对应采样频率的单倍速率采样信号。

载波频偏估计单元64根据获得的单倍速率采样信号，对发射机12和信号记录仪14之间的载波频率偏差进行估计，以得到两者之间的载波频偏估计值。载波频偏补偿单元66则利用载波频偏估计值对单倍速率采样信号进行载波频偏补偿，以得到无偏频的单倍速率采样信号。

同步估计单元68用于对单倍速率采样信号进行同步估计，以确定单倍速率采样信号的帧同步头位置。帧信号截取位单元70则根据确定的帧同步头位置，从单倍速率采样信号中截取整数个帧信号，以获得同步的单倍速率采样信号。因此，通过信号处理模块16的相应处理，以得到无频偏、同步定位后的单倍速率采样信号。

这时，文件生成模块18根据上述的单倍速率采样信号即能够生成测试矢量文件。但是，由单倍速率采样信号得到的测试矢量文件，在用于测试信号生成时会存在频道干扰等问题，因此对应得到的测试信号质量不是最好的。在一个实施例中，信号处理模块16可以还包括上采样与整形滤波单元72，从而以预定采样频率对上述无频偏、同步的单倍速率采样信号进行上采样和整形滤波，得到规则波形的多倍速率采样信号用于文件生成模块18生成测试矢量文件。

这样，对于接收设备生产商来说，通过获得接收设备测试对应的测试矢量文件，并结合普通信号发生器对测试矢量文件进行播放，即能够将测试矢量文件转换为所需的测试信号，实现相应设备的相关测试，因此不仅能够很好地满足被测接收设备的测试需求，并且降低了使用实际发射机进行测试存在的设备利用率低的问题。而且，信号发生器是多种场合可以广泛应用的通用仪器，具有较高的设备利用率。

另外，图4显示了本发明测试信号的矢量文件生成方法的步骤流程。该方法包括以下步骤：利用信号记录仪对发射机发出用于测试的标准射频信号进行采样，并获得对应的基带信号采样数据(步骤102)。

本发明适用于具有规则的周期性帧结构的射频信号，并且每帧由同步头和信号体构成。信号记录仪对发射机发出的射频信号进行模/数(A/D)采样，以获得基带信号采样数据。如果射频信号对应的射频频点相比信号记录仪为高频点，则信号记录仪采样需要对接收的射频信号进行下变频。

然后，对基带信号采样数据进行采样频率转换、载波频偏补偿和/或同步定位，以生成无偏频、同步的单倍速率采样信号(步骤104)。由于实际采用的发射机和信号记录仪的设备配置可能不同，因此信号记录仪记录的基带信号的采样频率与发射机的采样频率可能不一致，或者发射机的载波频率和信号记录仪的变频频率可能存在偏差。另外，信号记录仪的起始记录可能不位于射频信号的同步头。因此，需要执行步骤104进行相应的采样频率变换、载波频偏补偿及/或同步定位处理，获得符合要求的测试信号用于接收设备的测试。

在进行采样频率转换时，需要根据发射机的采样频率和信号记录仪的采样频率，将基带信号采样数据转换为发射机对应采样频率的单倍速率采样信号。

在进行载波频偏补偿时，根据获得的单倍速率采样信号，对发射机和信号记录仪之间的载波频率偏差进行估计，以得到两者之间的载波频偏估计值。然后，利用载波频偏估计值对单倍速率采样信号进行载波频偏补偿，以得到无偏频的单倍速率采样信号。

在进行同步定位时，需要对单倍速率采样信号进行同步估计，以确定单倍速率采样信号的帧同步头位置。然后，根据确定的帧同步头位置，从单倍速率采样信号中截取整数个帧信号，以获得同步的单倍速率采样信号。因此，通过相应的信号处理，得到无频偏且同步的单倍速率采样信号。

根据上述无频偏且同步的单倍速率采样信号生成测试矢量文件(步骤106)。测试矢量文件与发射机发出的测试视频信号对应。测试矢量文件可以由普通信号发生器播放，从而通过信号发生器能够将测试矢量文件转换为对应的测试信号。

这里，发射机及其输出射频信号的类型与接收设备的类型相对应，例如对于手机设备测试选择发射手机信号的发射机，数字电视则使用提供数字电视信号的发射机。但是，对于不同的射频信号，通过步骤102至步骤106的相应处理，最终输出对应的测试矢量文件。

在一个实施例中，在生成测试矢量文件之前，还可以包括上采样与整形滤波的步骤，以利用预定采样频率对步骤104得到的无频偏、同步的单倍速率采样信号进行上采样和整形滤波，从而得到规则波形的多倍速率采样信号来生成测试矢量文件。通过将对应的测试矢量文件输入的信号发生器中进行播放，能够避免信号频道间的干扰，得到质量更好的接收设备测试信号。

现在，结合图5至图14的具体实施例对本发明测试信号的矢量文件生成方法作出详细描述。

其中，该实施例针对采样率为10MHz，信号带宽为7.52MHz的卫星广播系统的发射机。其中，该系统中每帧为25毫秒，包括250,000个采样点。每帧包括1个4096点的帧同步头，由2个完全相同的2048点的帧同步序列组成，如图5所示。即，图5为本发明实施例的发射机射频信号的帧结构示意图。其中，两个序列(帧同步序列1和帧同步序列2)均采用截短m序列和逆傅立叶(Fourier)变换产生信号带宽为7.52M、无直流分量的带限随机序列。

关于生成该卫星广播系统带限随机序列的发生器具体结构如图6所示，其中复m序列发生器包括同步m序列生成器(如图7所示)。同步m序列生成器通过生成多项式为x¹⁰+x⁹+1的移位寄存器生成m序列M(k)，0≤k≤2046，如图7所示，移位寄存器的初始状态为011 1010 1101。

然后，复m序列发生器将m序列映射为复符号。

$L\left(k\right)=\left\{\begin{array}{cc}1+0j,& M\left(k\right)=0\\ -1+0j,& M\left(k\right)=1\end{array}\right.$

m序列定位器根据信号带宽为7.52M、且无直流分量的要求，将m序列定位在域变换前频域的适当位置，得到序列

$P\left(k\right)=\left\{\begin{array}{cc}0,& k=0\\ L(k-1),& 1\≤k\≤769\\ 0,& 770\≤k\≤1278\\ L(k-510),& 1279\≤k\≤2047\end{array}\right..$

使用逆Fourier变换将P(k)序列变换到时域，得到

$l\left(n\right)=\mathrm{IFFT}\left[P\left(k\right)\right]=\frac{\sqrt{2}}{64}{\mathrm{\Σ}}_{k=0}^{2047}P\left(k\right)\·e^{j2\mathrm{\πnk}/2048},0\≤n\≤2047.$

最后，发射机按照图5所示帧结构进行信号组帧，信号经过数/模(D/A)变换并且上变频到666M的射频频点后发送，即发射机发出用于测试的标准射频信号。

对应步骤102，针对上述实施例发射机发出的射频信号，则由信号记录仪(即矢量信号分析仪)进行接收。信号记录仪对射频信号进行666M下变频，并以信号记录仪的设备自身的采样频率(例如47.5M)进行采样，得到基带信号采样数据x(n)。

对于步骤104的采样频率转换处理，下面结合图8的实施例给出说明，图8为本发明实施例的采样频率转换步骤示意图。

由于发射机的采样频率为10M，信号记录仪的采样频率为47.5M，因此为了得到单倍速率采样数据，需要进行采样频率的转换。图8的实施例中，首先对基带信号采样数据进行8倍上采样(步骤402)。在进行低通滤波(步骤404)后，对采样数据进行38倍下采样(步骤406)。

其中的8倍上采样采用1个数据点后插入7个0的方式，这时低通滤波对应的采样率为380M，单边通带带宽4M，阻带频点5M，阻带衰减50dB。38倍下采样为每38个数据点抽取1个。经过上述采样频率变换后，由基带信号采样数据x(n)生成单倍速率采样数据y(n)，采样频率为发射机的采样频率10M。

如上文所述，由于发射机和信号记录仪的载波频率不可能完全一致，因此y(n)中存在载波频偏；并且由于采样过程在任意时刻开始，y(n)起始部分不一定是帧同步头。因此，需要对单倍速率采样数据y(n)进行载波频偏补偿和/或同步定位。对于步骤104的载波频偏补偿和同步定位的处理，下面结合图9至图14的实施例详细说明如下。

其中，图9为本发明实施例的载波频偏估计和同步估计步骤示意图；图10本发明实施例的无偏频且同步定位的单倍速率采样信号生成步骤流程图；图11为本发明实施例的粗同步头位置搜索算法结构示意图；图12为本发明实施例的分数频偏估计算法结构示意图；图13为本发明实施例的载波分数频偏补偿算法结构示意图；和图14为本发明实施例的帧精同步与整数频偏估计算法结构示意图。

如图9所示，对单倍速率采样数据y(n)首先进行帧粗同步与分数频偏估计(步骤410)，以估计出y(n)存在的初始分数频偏和帧粗同步位置，即帧同步序列的粗略起始位置。然后，从y(n)提取部分采样信号进行分数频偏补偿(步骤412)。利用分数频偏补偿后的采样信号进行帧精同步与整数频偏估计(步骤416)，从而得到采样信号的初始整数频偏和帧精同步位置。根据初始分数频偏估计值和初始整数频偏估计值进行最终的载波频偏补偿(步骤418)，以及根据帧粗同步位置和帧精同步位置确定采样信号的帧头位置(步骤420)。

图9仅给出了对单倍速率采样数据y(n)频偏补偿和同步定位的大概步骤流程，下面将结合具体实施例的进行详细说明。

如图10所示，首先利用滑动窗和窗内自相关搜索出预定数量的单倍速率采样信号的峰值位置(步骤430)，根据搜索的峰值可得到单倍速率采样信号的分数频偏估计值和帧粗同步头位置(步骤432)。

关于分数频偏估计和粗同步头位置的确定可参考图11和图12，其中输入滑动窗的信号为2.5×10⁵+4096-1个单倍速率基带复信号y(n)，信号对应的采样点包括1个帧+2个同步序列-1个采样点，这样输入信号中将必定包括2个相邻的完整的同步序列。

然后，以4096点窗长，在输入的2.5×10⁵+4095个信号中滑动，抽取出2.5×10⁵种可能的连续2个同步序列yi(k)，i＝0，1，…，2.5×10⁵-1，k＝0，1，……，4095。并且对窗内的后2048点与前2048点做自相关运算：

$\mathrm{Corr}\left(i\right)={\mathrm{\Σ}}_{n=0}^{2047}{y}_i^{*}\left(n\right)\×y_{i+2048}\left(n\right),$ i＝0，1，…，2.5×10⁵-1

并根据自相关运算的最大模平方检测到自相关函数的峰值位置，即长同步序列的主径位置：

Main_path＝I||Corr(I)|²＝max{|Corr(i)|²}，i＝0，1，…，2.5×10⁵-1，根据找到的主径位置(Main_path)则确定单倍速率采样信号中第一个同步序列的粗略起始位置。

并且，根据上述自相关函数峰值以及图12的算法结构，可以得到分数频偏估计值：

Δf₀＝arctan(imag(Corr(Main_path))，real(Corr(Main_path)))×f_s/2π/2048，其中f_s＝10MHz。

下面，为了进行整数频偏估计和帧精同步，需要从单倍速率采样信号中抽取一个带有同步偏差冗余量的帧同步序列(步骤434)。并利用分数频偏估计值对该帧同步序列进行补偿，以得到分数频偏补偿的帧同步序列(步骤436)。

由于上述步骤检测的主径位置实质上是第一个同步序列的粗略起始位置，为了避免上一帧信号的干扰，跳过第1个同步序列，抽取出第2个同步序列。并且考虑帧粗同步的误差，在提取的同步序列的前、后各加上300点的冗余量，即从y(0:2.5×10⁵+4094)中提取y(Main_path+2048-300:Main_path+4095+299)共2648个采样点，记为r_lsync(0:2647)。需要指出的是，这里冗余量对应的采样点数量仅用于本发明实施例的示出，本发明不局限于该具体实施例。

载波分数频偏补偿过程为：

n＝0，1，…，2647，其中f_s是采样频率10MHz，载波分数频偏补偿算法如图13所示。

由于自相关函数峰值的相位angle(Corr(Main_path))的变化范围为[-π，π)，分数频偏估计的范围|Δf₀|≤f_s/(2×2048)，因此当分数载波频偏不在此范围之内时，则需要进行整数频偏估计。

在该实施例的算法中，整数频偏估计使用补偿了载波分数频偏之后的同步序列r′_lsync(n)和本地生成的同步序列。本地同步序列l(k)是按照发射机中的同步信号的信号格式生成，并设定max为整数频偏扫频范围，利用以下公式对本地同步序列l(k)进行逐个整数频点的频偏调整：

$l_m\left(k\right)=l\left(k\right)*e^{j2\mathrm{\π}\frac{m{f}_{I}k}{f_s}},$ k＝0，1，…，2047，m＝-max，-max+1，……，max-1，max

其中，l(k)为本地同步序列，f_s是单倍速率采样频率10M，f_I是整数频偏扫频精度，为f_s/2048，m为整数频偏扫频范围对应的扫频变量。

首先对分数频偏补偿的帧同步序列与每个整数频偏调整后的本地同步序列进行移位互相关计算(步骤438)，分别求出对应的移位互相关模平方：

0≤n＜600，-max≤m≤max，其中n为同步偏差冗余量600对应的精同步扫描变量，n为整数。

根据模平方最大值(移位互相关的峰值)及其对应的m与n值确定单倍速率采样信号的整数频偏值Δf₁和精同步估计误差delta(步骤440)，其中

Δf₁＝f_I*M|{|corr(M，N)|²＝max{|corr(m，n|²}}；

delta＝N|{|corr(M，N|²＝max{|corr(m，n)|²}}

并且，上述关于单倍速率采样信号帧精同步与整数频偏估计的总体算法结构如图14所示。

整数频偏估计和分数频偏估计确定初始的载波频偏，以及由帧粗同步头位置、同步偏差冗余量和精同步误差确定帧同步头位置(步骤442)。即，得到最终的载波频偏值：

Δf＝Δf₀+Δf₁；

同步位置：

pos_sync＝Main_path+delta-300。

对y(n)按照估计出的频偏值Δf进行频偏补偿，以及从帧同步头位置pos_sync开始，截取单倍速率采样信号中所需的整数(N)个帧信号，以获得无偏频且同步的单倍速率采样信号(步骤444)。对于上述实施例，截取N*250000个采样点，得到单倍速率采样信号z(n)，0≤n＜N*250000。

如上文所述，生成测试矢量文件之前，还可以对z(n)进行上采样、整形滤波。例如，上采样采用4倍上采样，采用的整形低通滤波器的单边通带带宽3.8M，阻带频点4.15M，阻带衰减50dB。滤波之后得到规则的多倍速率采样信号，以用于测试信号的矢量文件生成。

本发明使用标准仪器则能够完成信号的采集，并可以将不同类型发射器发射的测试信号转换为对应的矢量文件，因此不仅应用灵活方便，并且以文件的形式将测试信号有关信息进行记录，可以方便存储和多次使用。接收设备生产商只需要获得所需的测试信号矢量文件，并利用标准信号发生器进行播放，就能获得测试信号实现对接收设备的测试，从而避免原有利用发射设备进行测试存在的利用率低的问题。

现在，请参考图15，该图为本发明测试信号的生成方法的步骤流程图。

首先，利用信号记录仪对发射机发出用于测试的标准射频信号进行采样，并获得对应的基带信号采样数据(步骤602)。然后，对基带信号采样数据进行采样频率转换、载波频偏补偿和/或同步定位，以生成无偏频、同步的单倍速率采样信号(步骤604)。接着，对单倍速率采样信号进行上采样和整形滤波，以得到规则波形的多倍速率采样信号(步骤606)，并根据多倍速率采样信号生成测试信号对应的矢量文件(步骤608)。最后，通过信号发生器将测试矢量文件转换为测试信号(步骤610)。

利用本发明的测试信号生成方法，可以根据发射器发射的测试信号对应的测试矢量文件，结合普通信号记录仪将文件转换为对应的测试信号。因此，接收设备生成商仅通过获得所需的测试矢量文件，并利用信号记录仪可获得测试所需的信号，从而降低了测试设备使用率低的问题，减少了资源浪费。本发明可广泛应用于广播系统各种终端的测试。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (14)

1.一种测试信号的矢量文件生成装置，其特征在于，所述矢量文件生成装置包括：

发射机，发送用于测试的标准射频信号；

信号记录仪，所述信号记录仪对所述射频信号进行采样，以获得基带信号采样数据；

信号处理模块，对所述基带信号采样数据进行采样频率转换、载波频偏补偿和/或同步定位的处理，以生成无偏频、同步的单倍速率采样信号；

文件生成模块，所述文件生成模块根据所述单倍速率采样信号生成测试矢量文件。

2.如权利要求1所述的矢量文件生成装置，其特征在于，所述信号处理模块包括采样频率转换单元，所述采样频率转换单元根据所述发射机的采样频率和所述信号记录仪的采样频率，将所述基带信号采样数据转换为发射机采样频率的单倍速率采样信号。

3.如权利要求2所述的矢量文件生成装置，其特征在于，所述信号处理模块包括载波频偏估计单元和载波频偏补偿单元，

所述载波频偏估计单元，对所述发射机和所述信号记录仪之间的载波频率偏差进行估计，以得到载波频偏估计值；

所述载波频偏补偿单元，利用所述载波频偏估计值对所述单倍速率采样信号进行载波频偏补偿，以得到无偏频的单倍速率采样信号。

4.如权利要求2所述的矢量文件生成装置，其特征在于，所述信号处理模块包括同步估计单元和帧信号截取单元，

所述同步估计单元，对所述单倍速率采样信号进行同步估计，以确定所述单倍速率采样信号的帧同步头位置；

所述帧信号截取位单元，根据所述帧同步头位置从所述单倍速率采样信号中截取整数个帧信号，以获得同步的单倍速率采样信号。

5.如权利要求1至4中任一项所述的矢量文件生成装置，其特征在于，所述信号处理模块还包括上采样单元和整形滤波单元，所述上采样单元以预定采样频率对所述单倍速率采样信号进行上采样，所述整形滤波单元对所述上采样信号进行整形滤波，以得到规则波形的多倍速率采样信号用于所述文件生成模块生成测试矢量文件。

6.一种测试信号的矢量文件生成方法，其特征在于，包括以下步骤：

利用信号记录仪对发射机发出用于测试的标准射频信号进行采样，并获得对应的基带信号采样数据；

对所述基带信号采样数据进行采样频率转换、载波频偏补偿和/或同步定位，以生成无偏频、同步的单倍速率采样信号；

根据所述单倍速率采样信号生成测试矢量文件。

7.如权利要求6所述的矢量文件生成方法，其特征在于，对所述基带信号采样数据进行采样频率转换的步骤包括：

根据所述发射机的采样频率和所述信号记录仪的采样频率，将所述基带信号采样数据转换为发射机采样频率的单倍速率采样信号。

8.如权利要求7所述的矢量文件生成方法，其特征在于，对所述基带信号采样数据进行载波频偏补偿的步骤包括：

对所述发射机和所述信号记录仪之间的载波频率偏差进行估计，以得到载波频偏估计值；和

利用所述载波频偏估计值对所述单倍速率采样信号进行载波频偏补偿，以得到无偏频的单倍速率采样信号。

9.如权利要求8所述的矢量文件生成方法，其特征在于，所述载波频偏估计值基于对所述单倍速率采样信号的载波分数频偏估计和载波整数频偏估计获得。

10.如权利要求9所述的矢量文件生成方法，其特征在于，对所述单倍速率采样信号的载波分数频偏估计包括以下步骤：

利用滑动窗和窗内自相关搜索出预定数量的所述单倍速率采样信号的峰值位置，其中预定数量的所述单倍速率采样信号中包括两个相邻的完整的帧同步序列；和

根据所述峰值得到所述单倍速率采样信号的分数频偏估计值。

11.如权利要求10所述的矢量文件生成方法，其特征在于，对所述单倍速率采样信号的载波整数频偏估计包括以下步骤：

从所述单倍速率采样信号中抽取一个带有同步偏差冗余量的帧同步序列；

利用所述分数频偏估计值对所述帧同步序列进行补偿，以得到分数频偏补偿的帧同步序列；

按照所述射频信号的帧同步序列格式生成一个本地同步序列；

在预定整数频偏扫频范围内对所述本地同步序列进行逐个整数频点的频偏调整；

对所述分数频偏补偿的帧同步序列与所述本地同步序列进行移位互相关计算，以获得对应的移位互相关的模平方；和

根据模平方最大值确定所述单倍速率采样信号的整数频偏估计值。

12.如权利要求11所述的矢量文件生成方法，其特征在于，对所述基带信号采样数据进行同步定位的步骤包括：

根据所述主径位置确定所述单倍速率采样信号的帧粗同步头位置；

根据所述模平方最大值确定所述单倍速率采样信号的帧精同步误差；

根据所述帧粗同步头位置、所述同步偏差冗余量和帧精同步误差确定所述单倍速率采样信号的帧同步头位置；和

从所述帧同步头位置截取所述单倍速率采样信号中整数个帧信号，以获得同步的单倍速率采样信号。

13.如权利要求6至12中任一项所述的矢量文件生成方法，其特征在于，在生成所述测试矢量文件步骤之前还包括：

以预定采样频率对所述单倍速率采样信号进行上采样；和

对所述上采样信号进行整形滤波，以得到规则波形的多倍速率采样信号用于生成所述测试矢量文件。

14.一种测试信号的生成方法，其特征在于，包括以下步骤：

利用信号记录仪对发射机发出用于测试的标准射频信号进行采样，并获得对应的基带信号采样数据；

对所述基带信号采样数据进行采样频率转换、载波频偏补偿和/或同步定位，以生成无偏频、同步定位的单倍速率采样信号；

对所述单倍速率采样信号进行上采样和整形滤波，以得到规则波形的多倍速率采样信号；

根据所述多倍速率采样信号生成测试矢量文件；和

通过信号发生器将所述测试矢量文件转换为测试信号。

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