CN110518988B - 一种测量器件矢量调制误差的装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种测量器件矢量调制误差的装置及方法，具体涉及矢量调制技术领域。该装置包括参考信号通路和测量信号通路，参考信号通路包括依次连接的第一模数转换器和第一IQ解调器，测量信号通路包括依次连接的IQ调制器、第二模数转换器和第二IQ解调器，被测量器件置于IQ调制器与第二模数转换器之间。装置产生IQ基带信号，其中一路进入IQ调制器，将载波进行调制后形成矢量信号；另一路作为基带同步信号，进入第一模数转换器进行同步。矢量信号一路经被测件、第二模数转换器、第二IQ解调器生成IQ基带测量信号；另一路经第一模数转换器、第一IQ解调器生成IQ基带参考信号，将IQ基带测量信号减去IQ基带参考信号得到矢量误差。

Description

一种测量器件矢量调制误差的装置及方法
技术领域
本发明涉及矢量调制技术领域，具体涉及一种测量器件矢量调制误差的装置及方法。
背景技术
矢量调制技术广泛应用于通信领域，调制原理为将基带IQ信号分别调制于正交载波上，并进行相加，形成矢量调制信号。常见调制方式有ASK、PSK等。调制精度直接决定了信号传输的误码率，因此对于通信来说至关重要。目前反映调制精度的常用指标是矢量调制误差，它反映的是被测量信号和参考信号的误差。参考信号指的是对理想的没有误差的矢量调制信号进行解调后得到的基带信号。矢量调制误差可以通过比较被测量信号和参考信号的矢量值之差来进行计算，如图1所示。
因此，参考信号的精度对于测量结果影响很大。目前对于被测件矢量调制误差的测量，是通过矢量信号发生器产生激励信号，施加在被测件上之后，由矢量信号分析仪进行分析。矢量信号分析仪获得参考信号的手段是对被测信号进行解调恢复基带信号，然后对IQ状态序列进行重建，并通过滤波等处理得到。恢复参考信号需解决的关键问题包括接收解调设备和发射设备的时间基准偏差，信号通道的时间延时，被测信号在传输中产生偏差等。这些因素都会影响参考信号精度，因而需要一系列补偿措施进行修正，处理速度会比较慢，而且恢复出来的参考信号会有比较大的误差。
因此，矢量调制误差是反映器件矢量信号调制性能的重要指标，它表示的是发射调制信号理想调制分量与实际接收到的测量信号的调制分量之间的矢量差。目前对矢量调制误差的测量一般需要根据接收到的信号对参考信号进行估计，会面临以下几个方面的问题：
现有矢量调制误差分析的精度不高。由于被测信号受到各种误差因素的影响，参考信号不能得到完全精确的恢复。
现有矢量调制误差分析方法复杂速度慢。参考信号恢复需要进行很多误差修正运算，计算过程复杂，因而分析速度难以提高。
不能反映被测件的矢量调制误差。施加于被测件的激励信号本身不是理想的，现有测试方法无法去除激励信号自身矢量调制误差带来的影响，因而不能准确反映被测件的特性。
发明内容
本发明的目的是针对上述不足，提出了一种测试速度快，在进行矢量差计算时能消除自身矢量调制误差的一种测量器件矢量调制误差的装置及方法。
本发明具体采用如下技术方法：
一种测量器件矢量调制误差的装置，包括参考信号通路和测量信号通路，所述参考信号通路包括依次连接的第一模数转换器和第一IQ解调器，所述测量信号通路包括依次连接的IQ调制器、第二模数转换器和第二IQ解调器，被测量器件置于IQ调制器与第二模数转换器之间。
优选地，装置产生IQ基带信号，其中一路进入IQ调制器，将载波进行调制后形成矢量信号，另一路作为基带同步信号，进入第一模数转换器进行同步；
矢量信号一路作为矢量激励信号进入被测件，经被测件后形成矢量被测信号，矢量被测信号经第二模数转换器变为数字信号，再经第二IQ解调器生成IQ基带测量信号；
矢量信号的另一路作为矢量参考信号，经第一模数转换器变为数字信号，再经第一IQ解调器生成IQ基带参考信号；
将IQ基带测量信号减去IQ基带参考信号就得到矢量误差。
一种测量器件矢量调制误差的方法，采用如上所述一种测量器件矢量调制误差的装置，将IQ基带信号置为常数，则矢量参考信号和矢量激励信号都变为正弦波，设其频率为f1，测出IQ基带测量信号和IQ基带参考信号的相位差，即被测件在频率f1时的相位偏移，记为φ1，再将矢量参考信号和矢量激励信号频率变为f2，测得被测件在频率f2时的相位偏移，记为φ2，根据式(1)计算得到被测件延时，
Td＝(φ2-φ1)/(f2-f1) (1)。
优选地，模数转换器按照基带同步信号的时刻进行采样，能够保证一组采样时间点位于一个码元之内。
优选地，当进行矢量测量时，采样时间在基带同步信号基础上增加Td延时。
本发明具有如下有益效果：
将IQ基带信号分离出一路作为基带同步信号，使模数转换时的一组数据采样点位于一个码元之内，保证得到准确的测试结果；
将矢量激励信号分离出一路作为矢量参考信号，解调后作为参考信号计算矢量调制误差；
在测量长被测件时先进行连续波测量，计算出被测件延时，再对采样时刻进行修正，确保一组采样点位于一个码元之内。
本装置自身能提供参考信号，避免了各种误差因素对参考信号的影响，因此测试结果更加精确；由于避免了复杂的参考信号恢复计算过程，测试速度比较快；由于矢量参考信号代表了矢量激励信号，其自身矢量调制误差在进行矢量差计算时能够消除掉，因而测试结果能够反映被测件的矢量调制误差特性。
附图说明
图1为通过比较被测量信号和参考信号的矢量差来计算矢量调制误差示意图；
图2为测量被测件矢量调制误差的装置示意图；
图3为按照基带同步信号进行模数转换的示意图；
图4为通过被测件延时对采样时间修正的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的具体实施方式做进一步说明：
如图2所示，一种测量器件矢量调制误差的装置，包括参考信号通路和测量信号通路，所述参考信号通路包括依次连接的第一模数转换器和第一IQ解调器，所述测量信号通路包括依次连接的IQ调制器、第二模数转换器和第二IQ解调器，被测量器件置于IQ调制器与第二模数转换器之间。
装置产生IQ基带信号，其中一路进入IQ调制器，将载波进行调制后形成矢量信号，另一路作为基带同步信号，进入第一模数转换器进行同步；
矢量信号一路作为矢量激励信号进入被测件，经被测件后形成矢量被测信号，矢量被测信号经第二模数转换器变为数字信号，再经第二IQ解调器生成IQ基带测量信号；
矢量信号的另一路作为矢量参考信号，经第一模数转换器变为数字信号，再经第一IQ解调器生成IQ基带参考信号；
在进行模数转换时，在一小段时间内进行采样和数据处理，形成一个测试结果，采样时间位于要测试的码元之内，不能跨在两个码元之间，如图3所示，因此将IQ基带信号分出一路用于模数转换同步，基带码元到来之后模数转换器再开始采样，这样就能够保证采样时间位于一个码元之内。
将IQ基带测量信号减去IQ基带参考信号就得到矢量误差。
装置中的信号产生都使用共同时基，因此载波信号、用于解调的本振信号不存在频率差，能够保证解调的准确度。将IQ基带信号分离出一路作为基带同步信号，使模数转换时的数据采样点位于一个码元之内，保证得到准确的测试结果。
如果被测件长度很长，就会带来很大延时，那么虽然有基带同步信号，采样时间依然会与要测的码元产生偏差，因此在测试时还需先得到被测件延时。
一种测量器件矢量调制误差的方法，采用如上所述一种测量器件矢量调制误差的装置，将IQ基带信号置为常数，则矢量参考信号和矢量激励信号都变为正弦波，设其频率为f1，测出IQ基带测量信号和IQ基带参考信号的相位差，即被测件在频率f1时的相位偏移，记为φ1，再将矢量参考信号和矢量激励信号频率变为f2，测得被测件在频率f2时的相位偏移，记为φ2，根据式(1)计算得到被测件延时，
Td＝(φ2-φ1)/(f2-f1) (1)。
当进行矢量测量时，采样时间在基带同步信号基础上增加Td延时。就能保持采样点位于一个码元之内，如图4所示。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种测量器件矢量调制误差的方法，使用一种测量器件矢量调制误差的装置，其特征在于，所述方法包括：将IQ基带信号置为常数，则矢量参考信号和矢量激励信号都变为正弦波，设其频率为f1，测出IQ基带测量信号和IQ基带参考信号的相位差，即被测件在频率f1时的相位偏移，记为φ1；再将矢量参考信号和矢量激励信号频率变为f2，测得被测件在频率f2时的相位偏移，记为φ2，根据式(1)计算得到被测件延时，
Td＝(φ2-φ1)/(f2-f1) (1)
当进行矢量测量时，同步矢量测量信号，第二模数转换器的采样时间在基带同步信号基础上，其起点时刻延时了Td；
模数转换器按照基带同步信号的时刻进行采样，能够保证一组采样时间点位于一个码元之内；
所述测量器件矢量调制误差的装置包括：参考信号通路和测量信号通路，所述参考信号通路包括依次连接的第一模数转换器和第一IQ解调器，所述测量信号通路包括依次连接的IQ调制器、第二模数转换器和第二IQ解调器，被测量器件置于IQ调制器与第二模数转换器之间；
装置产生IQ基带信号，其中一路进入IQ调制器，将载波进行调制后形成矢量信号，另一路作为基带同步信号，进入第一模数转换器和第二模数转换器进行同步；
矢量信号一路作为矢量激励信号进入被测件，经被测件后形成矢量被测信号，矢量被测信号经第二模数转换器变为数字信号，再经第二IQ解调器生成IQ基带测量信号；
矢量信号的另一路作为矢量参考信号，经第一模数转换器变为数字信号，再经第一IQ解调器生成IQ基带参考信号；
将IQ基带测量信号减去IQ基带参考信号就得到矢量误差。
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