CN103281093B - 基于眼图的判别i/q不平衡扰值类型的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于眼图的判别I/Q不平衡扰值类型的方法，将待测发射机模块的I/Q两路信号分别接至眼图测量仪器如矢量信号分析仪、示波器等，从而分别获得IQ两路信号的眼图，将在仪器上获得的I/Q两路信号的眼图与理想的参考眼图做比较，即可判别出影响眼图发生变化的I/Q扰值种类。本发明提出的测量方案是基于比较眼图的图像来判别扰值的，这个判别眼图图像的过程可以通过在PC机上进行图像对比实现，亦可以人工判别，方法简单，易于实现。
Description
技术领域
本发明涉及发射机性能测量领域，具体涉及一种基于眼图的判别I/Q不平衡扰值类型的方法。
背景技术
在通信系统中，射频发射机作为重要组成部分，是不可或缺的。射频发射机的优劣对于整个通信系统有着非常关键的作用。目前，正交调制的方式在射频发射机系统中得到了广泛的应用。理想情况下，正交通信系统的同相（In-phase, I）和和正交（Quadrature-phase, Q）两路信号是互相正交的，可是，由于各种原因，如设计、器件特性、工艺等，两路信号之间存在增益和相位的失配，并且，直流偏移也是有可能寻在的。这些失配和偏移降低了通信系统的性能。
目前关于发射机I/Q扰值类型的判别方法大多是依据星座图的变化来获得的，本文涉及的辨别方法是基于眼图测量结果进行分析的。眼图是指利用实验的方法估计和改善（通过调整）传输系统性能时在示波器上观察到的一种图形。观察眼图的方法是：用一个示波器跨接在接收滤波器的输出端，然后调整示波器扫描周期，使示波器水平扫描周期与接收码元的周期同步，这时示波器屏幕上看到的图形像人的眼睛，故称为 “眼图”。从“眼图”上可 以观察出码间串扰和噪声的影响，从而估计系统优劣程度。另外也可以用此图形对接收滤波器的特性加以调整，以减小码间串扰和改善系统的传输性能。示波器屏幕上所显示的数字通信符号,由许多波形部分重叠形成，其形状类似“眼”的图形。“眼”大表示系统传输特性好；“眼”小表示系统中存在符号间干扰。基于眼图对被测件的大量有效信息的反馈，本文提出了基于眼图测量的发射机I/Q扰值种类的判定方法。
发明内容
本发明目的在于提供一种基于眼图的判别I/Q不平衡扰值类型的方法，其可有效判别I/Q的扰值类型，提高测量效率以及准确性。
为了解决现有技术中的这些问题，本发明提供的技术方案是：
一种基于眼图的判别I/Q不平衡扰值类型的方法，所述方法所涉及的系统包括待测发射机模块以及眼图测量仪器，所述方法具体包括如下测量过程：
步骤1：通过MATLAB仿真获得I/Q在不平衡扰值类型下I/Q两路信号的眼图，通过仿真得到的眼图即为理想状况下I/Q两路信号的眼图；
步骤2：将待测发射机模块的I/Q两路信号输出口分别与眼图测量仪器相连接，测量当前情况下I/Q两路信号的眼图；
步骤3：将实际测得的I/Q两路信号的眼图图像分别与步骤1中得到的理想情况下的眼图图像做类比，如两种情况下的眼图图像相同，扰值类型即为该理想眼图仿真时所对应的扰值类型。
对于上述技术方案，发明人还有进一步的优化措施。
作为优化，步骤1中进行仿真时的仿真模型包括依次相连的信号发生单元、信号调制单元、I/Q失衡模拟单元以及眼图监测单元。
更进一步，I/Q两路信号的理想眼图包括以下扰值类型下的眼图：I/Q增益失配干扰对I/Q两路信号的眼图影响；正交误差干扰对I/Q两路的眼图影响；直流偏移对I/Q两路信号的眼图的影响，扰值的引入通过I/Q失衡模拟单元实现。
作为优化，所述眼图测量仪器采用示波器或者信号分析仪。
相对于现有技术中的方案，本发明的优点是：
眼图对于展示数字信号传输系统的性能提供了很多有用的信息，许多干扰信息都可以通过测量眼图来获得，并且，当前测量眼图的技术已经很纯熟；本发明提出的基于眼图的判别I/Q不平衡扰值类型的方法，利用当前的眼图测量技术也很容易实现I/Q两路信号的眼图测量，即很容易获得测量I/Q信号的眼图。本发明提出的测量方案是基于比较眼图的图像来判别扰值的，这个判别眼图图像的过程可以通过在PC机上进行图像对比实现，亦可以人工判别，方法简单，易于实现。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明实施例中进行MATLAB仿真的发射机通信系统仿真框图；
图2为本发明实施例中IQ增益失配时IQ两路信号的MATLAB仿真眼图；
图3为本发明实施例中发射机正交误差时IQ两路信号的MATLAB仿真眼图；
图4为本发明实施例中发射机直流偏移时IQ两路信号的MATLAB仿真眼图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
实施例：
本实施例描述了一种基于眼图的判别I/Q不平衡扰值类型的方法首先是获得I/Q各项扰值对I/Q两路信号的眼图的影响，可以通过MATLAB仿真来观察I/Q扰值对眼图的影响效果，建立的仿真系统如图1所示，其包括依次相连的信号发生单元、信号调制单元、I/Q失衡模拟单元以及眼图监测单元，逐一分析如下，其中：
I/Q增益失配干扰对I/Q两路信号的眼图影响，I路的眼图中眼的高度与Q路的眼图中眼的高度，如I/Q失配为2dB时的眼图，MATLAB仿真的结果如图2所示；
正交误差干扰对I/Q两路的眼图影响，MATLAB仿真的结果如图3所示；
直流偏移对I/Q两路信号的眼图的影响，I、Q眼图偏离位置的幅度不同,MATLAB仿真的结果如图4所示。
本发明实施例所涉及的系统包括待测发射机模块以及眼图测量仪器，所述方法具体包括如下测量过程：：
步骤1：通过MATLAB仿真获得I/Q在各项扰值下I/Q两路信号的眼图，通过仿真得到的眼图即为理想状况下I/Q两路信号的眼图；
步骤2：将待测发射机模块的I/Q两路信号输出口分别与眼图测量仪器相连接，测量当前情况下I/Q两路信号的眼图；
步骤3：将实际测得的I/Q两路信号的眼图图像分别与步骤1中得到的理想情况下的眼图图像做类比，如两种情况下的眼图图像相同，扰值类型即为该理想眼图仿真时所对应的扰值类型。
一般I、Q不平衡因素主要包括直流偏移（DC offset、I/Q增益不平衡、正交误差）。本实施例以基于IEEE 802.15.4通信标准的2.4G频段的射频发射机为例，该发射机采用的是O-QPSK调制方式，发射机的调制信号的质量的优劣对数据传输发射的质量有很大的影响。在实际情况下，由于各种原因，I、Q两路的完全匹配是不可能的，这将导致I、Q两路的相位和幅度上的不匹配，收发机中许多因素都会造成的I/Q失配，如用于I/Q两路混频的本振信号相差不是90°等。
将待测发射机模块的I/Q两路信号分别接至眼图测量仪器如矢量信号分析仪、示波器等，从而分别获得IQ两路信号的眼图，将在仪器上获得的I/Q两路信号的眼图与理想的参考眼图做比较，即可判别出影响眼图发生变化的I/Q扰值种类。
上述实例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种基于眼图的判别I/Q不平衡扰值类型的方法，其特征在于，所述方法所涉及的系统包括待测发射机模块以及眼图测量仪器，所述方法具体包括如下测量过程：
步骤1：通过MATLAB仿真获得I/Q在不平衡扰值类型下I/Q两路信号的眼图，通过仿真得到的眼图即为理想状况下I/Q两路信号的眼图；
步骤2：将待测发射机模块的I/Q两路信号输出口分别与眼图测量仪器相连接，测量当前情况下I/Q两路信号的眼图；
步骤3：将实际测得的I/Q两路信号的眼图图像分别与步骤1中得到的理想情况下的眼图图像做类比，如两种情况下的眼图图像相同，扰值类型即为该理想眼图仿真时所对应的扰值类型。
2.根据权利要求1所述的基于眼图的判别I/Q不平衡扰值类型的方法，其特征在于，步骤1中进行仿真时的仿真模型包括依次相连的信号发生单元、信号调制单元、I/Q失衡模拟单元以及眼图监测单元。
3.根据权利要求2所述的基于眼图的判别I/Q不平衡扰值类型的方法，其特征在于，I/Q两路信号的理想眼图包括以下扰值类型下的眼图：I/Q增益失配干扰对I/Q两路信号的眼图影响；正交误差干扰对I/Q两路的眼图影响；直流偏移对I/Q两路信号的眼图的影响，扰值的引入通过I/Q失衡模拟单元实现。
4.根据权利要求1所述的基于眼图的判别I/Q不平衡扰值类型的方法，其特征在于，所述眼图测量仪器采用示波器或者信号分析仪。
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