CN110049511A - 一种随机信号实时统计测试装置及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明装置包括用户交互单元、参数处理单元、信号输入转换单元、信号分布统计单元、分布存储单元和信号输出转换单元；用户交互单元包括显示屏和键盘；参数处理单元包括分布类型处理模块、统计长度处理模块及幅值分段数目处理模块；信号输入转换单元包括下混频、模数转换器和下变频；信号幅值分布统计单元包括信号幅值控制模块、第一到第四选择模块、第一到第三平方运算模块、加法运算模块、平方根运算模块、第一、第二计数器模块、第一到第三比较器模块、第一、第二累加器模块、减法模块、第一、第二除法模块和自适应幅值分段模块；分布存储单元包括上传控制模块、RAM存储模块、第一到第三寄存器模块；信号输出转换单元包括数模转换器。

Description

一种随机信号实时统计测试装置及其测试方法

技术领域：

本发明涉及一种随机信号实时统计测试装置及其测试方法，特别针对无线通信系统，考虑射频随机信号的实时统计方法及测试装置，其属于随机信号测试领域。

背景技术：

无线信号在真实环境中传播会受到多径衰落和噪声的干扰，使得接收机接收信号的幅值随机起伏变化，且服从一定的数学分布。无线接收机是无线通信系统最重要的组成部分，无线接收信号幅值变化将影响接收机的接收性能。因此，为了改善接收机的性能，需要对接收信号进行幅值统计，包括幅值分布、均值、方差和最大值等，并分析信号服从何种分布，从而对接收机算法进行改善。需要指出的是，接收信号具有随机时变性，且幅值统计分布的精度与统计样点数目成正比。

目前，针对随机信号的统计方法主要是离线数据分析法，将硬件测试数据导出到Matlab软件等数学工具进行离线分析，该方法的缺点是：需要花费大量时间进行数据多次导出，导出的数据是间断的，无法统计大量的连续数据，而且对数学工具软件内存要求高。市场上尚未见针对随机信号实时分析的专用硬件设备，因此需要研制一种能够实时统计幅值、均值、方差和最大值等统计特性的硬件装置。

发明内容：

针对时变随机信号的实时统计问题，本发明提出了一种随机信号实时统计测试装置及其测试方法，通过对随机信号幅值进行自适应分段并实时统计，可以通过显示屏实时显示待测随机信号的统计特性。

本发明采用如下技术方案：一种随机信号实时统计测试装置，包括用户交互单元、参数处理单元、信号输入转换单元、信号分布统计单元、分布存储单元和信号输出转换单元；

用户交互单元包括显示屏和键盘；参数处理单元包括分布类型处理模块、统计长度处理模块及幅值分段数目处理模块；信号输入转换单元包括下混频、模数转换器和下变频；信号幅值分布统计单元包括信号幅值控制模块、第一选择模块、第二选择模块、第三选择模块、第四选择模块、第一平方运算模块、第二平方运算模块、第三平方运算模块、加法运算模块、平方根运算模块、第一计数器模块、第二计数器模块、第一比较器模块、第二比较器模块、第三比较器模块、第一累加器模块、第二累加器模块、减法模块、第一除法模块、第二除法模块和自适应幅值分段模块；分布存储单元包括上传控制模块、RAM存储模块、第一寄存器模块、第二寄存器模块、第三寄存器模块；信号输出转换单元包括数模转换器；

用户交互单元的输出接口分别与参数处理单元的输入接口和分布存储单元的输入接口相连；参数处理单元的输出接口与信号幅值分布统计单元的输入接口相连；信号输入转换单元的输出接口与信号幅值分布统计单元的输入接口相连；信号幅值分布统计单元的输出接口与分布存储单元的输入接口相连；分布存储单元的输出接口分别与用户交互单元的输入接口和信号输出转换单元的输入接口相连；

用户交互单元输出的分布类型、统计长度、幅值分段数目以及上传控制参数通过PCIE总线分别传输到参数处理单元和分布存储单元，其中分布类型、统计长度和幅值分段数目参数传输到参数处理单元，上传控制参数传输到分布存储单元；参数处理单元根据输入的参数处理并寄存分布类型、统计长度和幅值分段数目，并传输到信号幅值分布统计单元；用户输入的射频或中频模拟信号经过信号输入转换单元转为I/Q支路信号，并传输到信号幅值分布统计单元；信号幅值分布统计单元根据输入的分布类型、统计长度和幅值分段数目统计和计算输入信号的幅值分布、平均值、方差和最大值的平方，并传输到分布存储单元；分布存储单元将输入的分布参数存储，并将分布参数输出到信号输出转换单元，同时分布存储单元根据输入的上传控制参数将分布参数输出到用户交互单元；信号输出转换单元将输入的数字信号转换为模拟信号输出。

本发明还采用如下技术方案：一种随机信号实时统计测试方法，具体包括如下步骤：

步骤1：用户在用户交互单元输入分布类型{S₁,S₂}，统计长度L和幅值分段数目N，用户交互单元通过PCIE总线将分布类型、统计长度和幅值分段数目参数传输到参数处理单元，同时将上传控制参数传输到分布存储单元的上传控制模块；

步骤2：参数处理单元中的分布类型处理模块、统计长度处理模块和幅值分段数目处理模块分别根据输入的分布类型、统计长度和幅值分段数目参数进行处理产生分布类型{S₁,S₂}、统计长度L和幅值分段数目{N,3N/4,N/8}并寄存，同时将各参数分别传输到信号幅值分布统计单元；

步骤3：用户通过信号输入转换单元的输入接口输入射频模拟信号，信号输入转换单元将射频模拟信号经过下混频转为中频模拟信号，中频模拟信号通过模数转换器变成中频数字信号，中频数字信号通过下变频转为I/Q支路信号，并输出到信号幅值分布统计单元的信号幅值控制模块；

步骤4：信号幅值分布统计单元对信号的幅值分布进行实时统计处理，具体包括如下步骤：

步骤4.1：I/Q支路信号通过信号幅值控制模块进行满幅处理后输出；

步骤4.2：经过满幅处理的I/Q支路信号分成两对，一对I/Q支路信号经过平方运算，平方运算后的I/Q支路信号经过叠加运算，叠加后的信号经过平方根运算；

步骤4.3：第一选择模块、第二选择模块同时对经过满幅处理的I/Q支路信号和经过平方运算的I/Q支路信号根据分布类型S₁进行选择处理，若S₁为0，则选择I支路信号输出，若S₁为1，则选择Q支路信号输出；

步骤4.4：第三选择模块根据分布类型S₂对步骤4.2的平方根信号和步骤4.3的经过满幅处理的信号进行选择，若S₂为0，则选择经过满幅处理的信号输出，若S₂为1，则选择平方根信号输出；同时，第四选择模块根据分布类型S₂对步骤4.2的叠加信号和步骤4.3的平方信号进行选择，若S₂为0，则选择平方信号输出，若S₂为1，则选择叠加信号输出；

步骤4.5：第一计数器模块实时计数并输出到第一比较器模块，第一比较器模块将计数结果与统计长度L进行实时比较，若计数大小大于等于L，则产生清零信号CLR；

步骤4.6：当CLR信号到来时，第一累加器模块将数据输出到第一除法模块并清零，否则对第三选择模块输出的数据进行累加运算，第一除法模块将第一累加器模块的输出数据除以统计长度L获得统计均值μ，并将结果分别输出到减法模块、自适应幅值分段模块和分布存储单元的第一寄存器模块；

步骤4.7：减法模块将第三选择模块输出的数据减去第一除法模块输出的数据，并将结果输出到第三平方运算模块，第三平方运算模块将减法模块输出的数据进行平方运算并输出到第二累加器模块；当CLR信号到来时，第二累加器模块将数据输出到第二除法模块并清零，否则对第三平方运算模块输出的数据进行累加运算，第二除法模块将第二累加器模块的输出数据除以统计长度L获得统计方差σ²，并将结果分别输出到自适应幅值分段模块和分布存储单元的第二寄存器模块；

步骤4.8：当CLR信号到来时，第二比较器模块将数据分别输出到自适应幅值分段模块和分布存储单元的第三寄存器模块并清零，否则对第四选择模块输出的数据依次进行比较获得统计最大值

步骤4.9：自适应幅值分段模块根据输入的S₂、{N,3N/4,N/8}、μ、σ²和等参数产生幅值分段{A₀,...,A_N}；

步骤4.10：第三比较器模块将第三选择模块的输出数据与幅值分段{A₀,...,A_N}的{A_i,A_i+1},i＝0,1,...,N-1区间值分别进行比较，若数据落在区间中，则对应区间的比较器输出1到第二计数器模块，否则输出0到第二计数器模块，当CLR信号到来时，第二计数器模块输出数据到分布存储单元的RAM存储模块并清零，否则对第三比较器模块各区间的比较结果分别进行累加计数；

步骤5：分布存储单元的RAM存储模块将数据分别输出到上传控制模块和信号输出转换单元，同时第一寄存器模块、第二寄存器模块、第三寄存器模块将数据输出到上传控制模块；上传控制模块根据用户交互单元输入的上传控制参数按一定格式通过PCIE总线输出到用户交互单元，并通过用户交互单元的显示屏实时显示分布变化；

步骤6：信号输出转换单元将输入数据通过数模转换器转换为模拟基带信号输出，并可接入示波器实时显示分布变化。

本发明具有如下有益效果：

1)采用自适应的幅值区间分段方法对信号幅值分布进行实时统计，避免了由于信号方差不同导致信号幅值分布统计效果参差不齐，提高了统计精度，增加了统计装置的通用性和适应性；

2)采用面向对象的系统设计方法和可视化的实时分布显示，通过用户交互单元实时输入分布类型、统计长度参数和幅值分段数目，可支持不同分布信号的实时统计，增加了统计装置的通用性。

附图说明：

图1为本发明随机信号实时统计测试装置的结构示意图。

图2为信号幅值控制模块实现方法。

图3为自适应幅值分段模块实现方法。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

本发明随机信号实时统计测试装置，其结构如图1所示，包括用户交互单元1-1、参数处理单元1-2、信号输入转换单元1-3、信号分布统计单元1-4、分布存储单元1-5和信号输出转换单元1-6；

用户交互单元1-1包括显示屏和键盘；参数处理单元1-2包括分布类型处理模块、统计长度处理模块及幅值分段数目处理模块；信号输入转换单元1-3包括下混频、模数转换器和下变频；信号幅值分布统计单元1-4包括信号幅值控制模块、第一选择模块、第二选择模块、第三选择模块、第四选择模块、第一平方运算模块、第二平方运算模块、第三平方运算模块、加法运算模块、平方根运算模块、第一计数器模块、第二计数器模块、第一比较器模块、第二比较器模块、第三比较器模块、第一累加器模块、第二累加器模块、减法模块、第一除法模块、第二除法模块和自适应幅值分段模块；分布存储单元1-5包括上传控制模块、RAM存储模块、第一寄存器模块、第二寄存器模块、第三寄存器模块；信号输出转换单元1-6包括数模转换器；

用户交互单元1-1的输出接口分别与参数处理单元1-2的输入接口和分布存储单元1-5的输入接口相连；参数处理单元1-2的输出接口与信号幅值分布统计单元1-4的输入接口相连；信号输入转换单元1-3的输出接口与信号幅值分布统计单元1-4的输入接口相连；信号幅值分布统计单元1-4的输出接口与分布存储单元1-5的输入接口相连；分布存储单元1-5的输出接口分别与用户交互单元1-1的输入接口和信号输出转换单元1-6的输入接口相连；

用户交互单元1-1输出的分布类型、统计长度、幅值分段数目以及上传控制参数通过PCIE总线分别传输到参数处理单元1-2和分布存储单元1-5，其中分布类型、统计长度和幅值分段数目参数传输到参数处理单元1-2，上传控制参数传输到分布存储单元1-5；参数处理单元1-2根据输入的参数处理并寄存分布类型、统计长度和幅值分段数目，并传输到信号幅值分布统计单元1-4；用户输入的射频或中频模拟信号经过信号输入转换单元1-3转为I/Q支路信号，并传输到信号幅值分布统计单元1-4；信号幅值分布统计单元1-4根据输入的分布类型、统计长度和幅值分段数目统计和计算输入信号的幅值分布、平均值、方差和最大值的平方，并传输到分布存储单元1-5；分布存储单元1-5将输入的分布参数存储，并将分布参数输出到信号输出转换单元1-6，同时分布存储单元1-5根据输入的上传控制参数将分布参数输出到用户交互单元1-1；信号输出转换单元1-6将输入的数字信号转换为模拟信号输出。

本发明随机信号实时统计测试方法，具体包括如下步骤：

步骤1：用户在用户交互单元1-1输入分布类型{S₁,S₂}，统计长度L和幅值分段数目N，用户交互单元1-1通过PCIE总线将分布类型、统计长度和幅值分段数目参数传输到参数处理单元1-2，同时将上传控制参数传输到分布存储单元1-5的上传控制模块；

步骤2：参数处理单元1-2中的分布类型处理模块、统计长度处理模块和幅值分段数目处理模块分别根据输入的分布类型、统计长度和幅值分段数目参数进行处理产生分布类型{S₁,S₂}、统计长度L和幅值分段数目{N,3N/4,N/8}并寄存，同时将各参数分别传输到信号幅值分布统计单元1-4；

步骤3：用户通过信号输入转换单元1-3的输入接口输入射频模拟信号，信号输入转换单元1-3将射频模拟信号经过下混频转为中频模拟信号，中频模拟信号通过模数转换器变成中频数字信号，中频数字信号通过下变频转为I/Q支路信号，并输出到信号幅值分布统计单元1-4的信号幅值控制模块；

步骤4：信号幅值分布统计单元1-4对信号的幅值分布进行实时统计处理，具体包括如下步骤：

4.1：信号幅值控制模块采用如下方法对输入信号的幅值进行满幅控制处理，具体处理步骤如下(如图2所示)：

步骤4.1.1：I/Q支路信号(位宽为W1)分别通过绝对值处理转为非负数I/Q支路信号(位宽为W1)；

步骤4.1.2：非负数I/Q支路信号分别通过比较器与前一周期I/Q支路信号比较获得I/Q支路信号各自的最大值并寄存(位宽为W1)；

步骤4.1.3：I/Q支路信号各自的最大值通过比较器比较获得两者中的最大值信号并寄存(位宽为W1)；

步骤4.1.4：:将I/Q支路信号两者中的最大值信号的高位(位宽为W2)作为增益系数查找表的地址进行寻址输出增益系数(位宽W3)；

步骤4.1.5：I/Q支路信号分别与查找表输出的增益系数进行相乘，输出经过满幅处理的I/Q支路信号(位宽为W4)；

步骤4.2：经过满幅处理的I/Q支路信号分成两对，一对I/Q支路信号经过平方运算，平方运算后的I/Q支路信号经过叠加运算，叠加后的信号经过平方根运算；

步骤4.3：第一选择模块、第二选择模块同时对经过满幅处理的I/Q支路信号和经过平方运算的I/Q支路信号根据分布类型S₁进行选择处理，若S₁为0，则选择I支路信号输出，若S₁为1，则选择Q支路信号输出；

步骤4.4：第三选择模块根据分布类型S₂对步骤4.2的平方根信号和步骤4.3的经过满幅处理的信号进行选择，若S₂为0，则选择经过满幅处理的信号输出，若S₂为1，则选择平方根信号输出；同时，第四选择模块根据分布类型S₂对步骤4.2的叠加信号和步骤4.3的平方信号进行选择，若S₂为0，则选择平方信号输出，若S₂为1，则选择叠加信号输出；

步骤4.5：第一计数器模块实时计数并输出到第一比较器模块，第一比较器模块将计数结果与统计长度L进行实时比较，若计数大小大于等于L，则产生清零信号CLR；

步骤4.6：当CLR信号到来时，第一累加器模块将数据输出到第一除法模块并清零，否则对第三选择模块输出的数据进行累加运算。第一除法模块将第一累加器模块的输出数据除以统计长度L获得统计均值μ，并将结果分别输出到减法模块、自适应幅值分段模块和分布存储单元1-5的第一寄存器模块；

步骤4.7：减法模块将第三选择模块输出的数据减去第一除法模块输出的数据，并将结果输出到第三平方运算模块。第三平方运算模块将减法模块输出的数据进行平方运算并输出到第二累加器模块；当CLR信号到来时，第二累加器模块将数据输出到第二除法模块并清零，否则对第三平方运算模块输出的数据进行累加运算。第二除法模块将第二累加器模块的输出数据除以统计长度L获得统计方差σ²，并将结果分别输出到自适应幅值分段模块和分布存储单元1-5的第二寄存器模块；

步骤4.8：当CLR信号到来时，第二比较器模块将数据分别输出到自适应幅值分段模块和分布存储单元1-5的第三寄存器模块并清零，否则对第四选择模块输出的数据依次进行比较获得统计最大值

步骤4.9：自适应幅值分段模块根据输入的S₂、{N,3N/4,N/8}、μ、σ²和等参数采用如下方法产生幅值分段{A₀,...,A_N}(如图3所示)：

步骤4.9.1：将通用幅值分布设为

y＝f(x,μ,σ) (1)

其中，x表示幅值变量，μ为均值，σ为标准差。

步骤4.9.2：为了避免信号幅值分布的方差不同导致统计分布精度参差不齐，采用非均匀幅值分段和均匀幅值分段两种分段模式进行自适应选择产生幅值分段{A₀,...,A_N}。当(C为常系数)，采用非均匀幅值分段模式进行幅值分段，若分布类型S₂为0，将幅值范围-A_max～A_max分成三个子段

若S₂为1，将幅值范围0～A_max分成三个子段

当采用均匀幅值分段模式进行幅值分段，若分布类型S₂为0，将幅值范围-A_max～A_max分成

{A₀,...,A_i,...,A_N},-A_max≤A_i≤A_max (4)

若S₂为1，将幅值范围0～A_max分成

{A₀,...,A_i,...,A_N},0≤A_i≤A_max (5)

步骤4.10：第三比较器模块将第三选择模块的输出数据与幅值分段{A₀,...,A_N}的{A_i,A_i+1},i＝0,1,...,N-1区间值分别进行比较，若数据落在区间中，则对应区间的比较器输出1到第二计数器模块，否则输出0到第二计数器模块。当CLR信号到来时，第二计数器模块输出数据到分布存储单元1-5的RAM存储模块并清零，否则对第三比较器模块各区间的比较结果分别进行累加计数。

步骤5：分布存储单元1-5的RAM存储模块将数据分别输出到上传控制模块和信号输出转换单元1-6，同时第一寄存器模块、第二寄存器模块、第三寄存器模块将数据输出到上传控制模块；上传控制模块根据用户交互单元1-1输入的上传控制参数按一定格式通过PCIE总线输出到用户交互单元1-1，并通过用户交互单元1-1的显示屏实时显示分布变化；

步骤6：信号输出转换单元1-6将输入数据通过数模转换器转换为模拟基带信号输出，并可接入示波器实时显示分布变化。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种随机信号实时统计测试装置，其特征在于：包括用户交互单元(1-1)、参数处理单元(1-2)、信号输入转换单元(1-3)、信号分布统计单元(1-4)、分布存储单元(1-5)和信号输出转换单元(1-6)；

用户交互单元(1-1)包括显示屏和键盘；参数处理单元(1-2)包括分布类型处理模块、统计长度处理模块及幅值分段数目处理模块；信号输入转换单元(1-3)包括下混频、模数转换器和下变频；信号幅值分布统计单元(1-4)包括信号幅值控制模块、第一选择模块、第二选择模块、第三选择模块、第四选择模块、第一平方运算模块、第二平方运算模块、第三平方运算模块、加法运算模块、平方根运算模块、第一计数器模块、第二计数器模块、第一比较器模块、第二比较器模块、第三比较器模块、第一累加器模块、第二累加器模块、减法模块、第一除法模块、第二除法模块和自适应幅值分段模块；分布存储单元(1-5)包括上传控制模块、RAM存储模块、第一寄存器模块、第二寄存器模块、第三寄存器模块；信号输出转换单元(1-6)包括数模转换器；

用户交互单元(1-1)的输出接口分别与参数处理单元(1-2)的输入接口和分布存储单元(1-5)的输入接口相连；参数处理单元(1-2)的输出接口与信号幅值分布统计单元(1-4)的输入接口相连；信号输入转换单元(1-3)的输出接口与信号幅值分布统计单元(1-4)的输入接口相连；信号幅值分布统计单元(1-4)的输出接口与分布存储单元(1-5)的输入接口相连；分布存储单元(1-5)的输出接口分别与用户交互单元(1-1)的输入接口和信号输出转换单元(1-6)的输入接口相连；

用户交互单元(1-1)输出的分布类型、统计长度、幅值分段数目以及上传控制参数通过PCIE总线分别传输到参数处理单元(1-2)和分布存储单元(1-5)，其中分布类型、统计长度和幅值分段数目参数传输到参数处理单元(1-2)，上传控制参数传输到分布存储单元(1-5)；参数处理单元(1-2)根据输入的参数处理并寄存分布类型、统计长度和幅值分段数目，并传输到信号幅值分布统计单元(1-4)；用户输入的射频或中频模拟信号经过信号输入转换单元(1-3)转为I/Q支路信号，并传输到信号幅值分布统计单元(1-4)；信号幅值分布统计单元(1-4)根据输入的分布类型、统计长度和幅值分段数目统计和计算输入信号的幅值分布、平均值、方差和最大值的平方，并传输到分布存储单元(1-5)；分布存储单元(1-5)将输入的分布参数存储，并将分布参数输出到信号输出转换单元(1-6)，同时分布存储单元(1-5)根据输入的上传控制参数将分布参数输出到用户交互单元(1-1)；信号输出转换单元(1-6)将输入的数字信号转换为模拟信号输出。

2.一种随机信号实时统计测试方法，其特征在于：具体包括如下步骤：

步骤1：用户在用户交互单元(1-1)输入分布类型{S₁,S₂}，统计长度L和幅值分段数目N，用户交互单元(1-1)通过PCIE总线将分布类型、统计长度和幅值分段数目参数传输到参数处理单元(1-2)，同时将上传控制参数传输到分布存储单元(1-5)的上传控制模块；

步骤2：参数处理单元(1-2)中的分布类型处理模块、统计长度处理模块和幅值分段数目处理模块分别根据输入的分布类型、统计长度和幅值分段数目参数进行处理产生分布类型{S₁,S₂}、统计长度L和幅值分段数目{N,3N/4,N/8}并寄存，同时将各参数分别传输到信号幅值分布统计单元(1-4)；

步骤3：用户通过信号输入转换单元(1-3)的输入接口输入射频模拟信号，信号输入转换单元(1-3)将射频模拟信号经过下混频转为中频模拟信号，中频模拟信号通过模数转换器变成中频数字信号，中频数字信号通过下变频转为I/Q支路信号，并输出到信号幅值分布统计单元(1-4)的信号幅值控制模块；

步骤4：信号幅值分布统计单元(1-4)对信号的幅值分布进行实时统计处理，具体包括如下步骤：

步骤4.1：I/Q支路信号通过信号幅值控制模块进行满幅处理后输出；

步骤4.2：经过满幅处理的I/Q支路信号分成两对，一对I/Q支路信号经过平方运算，平方运算后的I/Q支路信号经过叠加运算，叠加后的信号经过平方根运算；

步骤4.3：第一选择模块、第二选择模块同时对经过满幅处理的I/Q支路信号和经过平方运算的I/Q支路信号根据分布类型S₁进行选择处理，若S₁为0，则选择I支路信号输出，若S₁为1，则选择Q支路信号输出；

步骤4.4：第三选择模块根据分布类型S₂对步骤4.2的平方根信号和步骤4.3的经过满幅处理的信号进行选择，若S₂为0，则选择经过满幅处理的信号输出，若S₂为1，则选择平方根信号输出；同时，第四选择模块根据分布类型S₂对步骤4.2的叠加信号和步骤4.3的平方信号进行选择，若S₂为0，则选择平方信号输出，若S₂为1，则选择叠加信号输出；

步骤4.5：第一计数器模块实时计数并输出到第一比较器模块，第一比较器模块将计数结果与统计长度L进行实时比较，若计数大小大于等于L，则产生清零信号CLR；

步骤4.6：当CLR信号到来时，第一累加器模块将数据输出到第一除法模块并清零，否则对第三选择模块输出的数据进行累加运算，第一除法模块将第一累加器模块的输出数据除以统计长度L获得统计均值μ，并将结果分别输出到减法模块、自适应幅值分段模块和分布存储单元(1-5)的第一寄存器模块；

步骤4.7：减法模块将第三选择模块输出的数据减去第一除法模块输出的数据，并将结果输出到第三平方运算模块，第三平方运算模块将减法模块输出的数据进行平方运算并输出到第二累加器模块；当CLR信号到来时，第二累加器模块将数据输出到第二除法模块并清零，否则对第三平方运算模块输出的数据进行累加运算，第二除法模块将第二累加器模块的输出数据除以统计长度L获得统计方差σ²，并将结果分别输出到自适应幅值分段模块和分布存储单元(1-5)的第二寄存器模块；

步骤4.8：当CLR信号到来时，第二比较器模块将数据分别输出到自适应幅值分段模块和分布存储单元(1-5)的第三寄存器模块并清零，否则对第四选择模块输出的数据依次进行比较获得统计最大值

步骤4.9：自适应幅值分段模块根据输入的S₂、{N,3N/4,N/8}、μ、σ²和等参数产生幅值分段{A₀,...,A_N}；

步骤4.10：第三比较器模块将第三选择模块的输出数据与幅值分段{A₀,...,A_N}的{A_i,A_i+1},i＝0,1,...,N-1区间值分别进行比较，若数据落在区间中，则对应区间的比较器输出1到第二计数器模块，否则输出0到第二计数器模块，当CLR信号到来时，第二计数器模块输出数据到分布存储单元(1-5)的RAM存储模块并清零，否则对第三比较器模块各区间的比较结果分别进行累加计数；

步骤5：分布存储单元(1-5)的RAM存储模块将数据分别输出到上传控制模块和信号输出转换单元(1-6)，同时第一寄存器模块、第二寄存器模块、第三寄存器模块将数据输出到上传控制模块；上传控制模块根据用户交互单元(1-1)输入的上传控制参数按一定格式通过PCIE总线输出到用户交互单元(1-1)，并通过用户交互单元(1-1)的显示屏实时显示分布变化；

步骤6：信号输出转换单元(1-6)将输入数据通过数模转换器转换为模拟基带信号输出，并可接入示波器实时显示分布变化。