CN112468422B - 基于tdm的矢量信号发生器射频动态切换系统及切换方法 - Google Patents
基于tdm的矢量信号发生器射频动态切换系统及切换方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112468422B CN112468422B CN202011273029.9A CN202011273029A CN112468422B CN 112468422 B CN112468422 B CN 112468422B CN 202011273029 A CN202011273029 A CN 202011273029A CN 112468422 B CN112468422 B CN 112468422B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- radio frequency
- vector signal
- signal generator
- vector
- resistor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 43
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 29
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 26
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 25
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 24
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 20
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 20
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 20
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 claims description 19
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 17
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 12
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 12
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 10
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 claims description 10
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 9
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 9
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 claims description 6
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims description 4
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims description 4
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims description 4
- 238000013144 data compression Methods 0.000 claims description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 3
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 claims description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 abstract description 14
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 11
- 238000013461 design Methods 0.000 description 7
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000012938 design process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/10—Frequency-modulated carrier systems, i.e. using frequency-shift keying
- H04L27/12—Modulator circuits; Transmitter circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B1/02—Transmitters
- H04B1/04—Circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/10—Frequency-modulated carrier systems, i.e. using frequency-shift keying
- H04L27/16—Frequency regulation arrangements
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B1/02—Transmitters
- H04B1/04—Circuits
- H04B2001/0491—Circuits with frequency synthesizers, frequency converters or modulators
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
- Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Transmitters (AREA)
Abstract
本发明提出一种基于TDM的矢量信号发生器射频动态切换系统及切换方法，系统至少包括矢量信号发生器装置和射频动态切换电路；矢量信号发生器装置包括：矢量信号发生器、程序控制部、USB接口、A/D转换器和I/O数据接口，矢量信号发生器用于对矢量信号的调频；A/D转换器将文字矢量信号进行转换后根据I/O数据接口的功能性信号进行输入与输出；射频动态切换电路与矢量信号发生器装置相连接，射频动态切换电路用以检测矢量信号发生器装置的输出功率与输入功率，并根据输出功率与输入功率控制射频动态切换开关。拓展了矢量信号发生器的无线通信途径，提升了矢量信号发生器射频动态切换稳定性与高效性。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种基于TDM的矢量信号发生器射频动态切换系统及切换方法。
背景技术
在无线通信领域矢量信号发生器射频动态切换已经成为无线通信技术的重要组成部分，矢量信号发生器的射频动态能够合理安排通信技术的实现稳定性与通信合法性，为了满足发生器射频动态切换的精准性与稳定度，相关技术人员不断对射频动态切换系统进行设计与开发。
现有技术中，应用频率综合器对矢量信号发生器射频动态切换系统进行实现与调控，综合频率器是由多个参考系统频率数据源作为整体系统的调频整合元件，调频器中的数据处理芯片是由可控晶体为基础材料，能够容纳较多种类的数据类型与频率源。现有技术中系统设计是基于RF-M的矢量信号发生器射频动态切换方式，此系统的实现方式主要是通过纯芯片数据处理结构，在芯片数据处理构架中建设射频动态切换模块，具有完整的射频控制功能、数据监测功能、矢量信号执行功能等，采用嵌入式芯片对矢量信号中发生器中采集射频数据进行逻辑计算，经过逻辑计算后系统中能够识别出矢量信号发生器中射频动态支持的模式，在一定程度上限制了射频的功率损耗最大量，基于RF-M系统的芯片具有自身调节功能，根据环境的不同切换动态矢量信号发生器程序。
但是，现有技术中的以上两种方式，矢量信号发生器的无线通信途径较少，难以满足发生器射频动态切换的过程的数据传输功能需求，且动态切换稳定性与高效性较低。
发明内容
本发明为拓展矢量信号发生器的无线通信途径，提高发生器射频动态切换的过程中技术指标满足系统的数据传输功能，提升矢量信号发生器射频动态切换稳定性与高效性，提出了各具体硬件的连接方式，各测试参数的计算方式及设置，具体为：一种基于TDM的矢量信号发生器射频动态切换系统，其基于TDM对矢量信号发生器射频动态切换系统进行设计，根据时分多路复用TDM的特点，拓展了矢量信号发生器的无线通信途径，在发生器射频动态切换的过程中应用TDM相关技术满足了系统的数据传输功能，提升了矢量信号发生器射频动态切换稳定性与高效性。
本发明的具体方案如下：
一种基于TDM的矢量信号发生器射频动态切换系统，其包括矢量信号发生器装置和射频动态切换电路；
所述矢量信号发生器装置包括：矢量信号发生器、程序控制部、USB接口、A/D转换器和I/O数据接口，所述矢量信号发生器用于对矢量信号的调频；所述程序控制部将图像矢量信号转换为文字矢量信号或将音频信号转换为文字矢量信号；所述USB接口外接鼠标或键盘用于实时控制所述矢量信号发生器矢量信号的空间位置以及射频状态；所述A/D转换器将所述文字矢量信号进行转换后根据所述I/O数据接口的功能性信号进行输入与输出；
所述射频动态切换电路与所述矢量信号发生器装置相连接，所述射频动态切换电路用以检测所述矢量信号发生器装置的输出功率与输入功率，并根据所述输出功率与输入功率控制射频动态切换开关；所述射频动态切换电路包括：第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4，所述第一电阻R1的第一端与第一芯片的DNH引脚相连，所述第二电阻R2的第一端与第一芯片的DN引脚相连，所述第三电阻R3的第一端与第一芯片的DS引脚相连，所述第四电阻R4的两端分别与第二电容C2的第一端和第三电阻R3的第二端相连，检波二极管VD1的第一端与第二电容C2的第二端相连，检波二极管VD1的第二端与第三电阻R3的第二端相连，第五电阻R5、第四电容C4和第六电阻R6的第一端与检波二极管VD1的第二端相连，第五电阻R5的第二端与DS引脚相连，第四电容C4和第六电阻R6的第二端与第一芯片的DR引脚相连，所述第六电容C6、第七电容C7和第七电阻R7的第一端并联后与第二芯片的DR引脚相连并接地，所述第六电容C6、第七电容C7和第七电阻R7的第二端并联后与第二芯片的DS引脚相连；
其中，第二二极管VD2对第一电阻R1的信号进行处理，第三二极管VD3对第二电阻R2的信号进行处理，检波二极管VD1对第四电阻R4的信号进行处理；
在矢量信号发生器中进行的芯片功率测定结果是根据芯片的功率检测结果、电路中耦合电阻及主电路插损来获得的，矢量信号发生器中的芯片功率测定结果的表达式如下：
Psot＝Pm+0.7+PIN (1)
其中，Psot代表矢量信号发生器中的芯片功率测定结果，Pm代表射频动态转换功率，PIN为耦合电路输入功率。
更进一步地，所述检波二极管VD1、第二二极管VD2用作耦合装置用以对电路的损耗和数据耦合灵敏度进行调节。
更进一步地，所述第六电容C6、第七电容C7和第七电阻R7用作检波器以对通过电路电流进行单元转换，以平衡矢量信号的输入端口射频与输出端口射频。
本发明提出了一种基于上述的系统的动态切换方法，其包括：
步骤S1：所述矢量信号发生器读取原数据，并判断所述原数据的采样率是否为24khz或48khz，如果是则进行步骤S2，如果否，则进行数据压缩；
步骤S2：选择子代滤波器和比例算法因子器模型及阈值设定，使得TDM矢量信号在矢量信号发生器编码程序中采用MUSICAM方式进行射频动态切换，矢量信号源携带具有子代滤波器和比例算法因子器的模型进行阈值限量信号掩盖，以针对不同的射频调节不同的采样频率，使矢量信号发生器射频动态切换的过程中符合TDM技术的同时多途径方式进行信号传输；
步骤S3：基于所选择的子代滤波器和比例算法因子器模型及阈值设定进行射频转换；
步骤S4：对射频转换后的信号进行调频后传输；所述对射频转换后的信号进行调频后传输的操作为：根据矢量信号的传输宽带范围确定射频切换状态的路径性质，多路径干扰下的矢量信号传输机制可以通过离散傅里叶算法进行帧数领域的数据传输，矢量信号发生器内射频转换开关由不同种类符号的间隔子载波组成，因此在对矢量信号发生器射频转换开关识别切换的过程中应当复用离散傅里叶算法进行数学表达式表达，其中主矢量信号的发生器射频转换状态识别计算表达式为：
为了保障射频状态切换的迅速与精准，还增加附带矢量信号的表示：
其中，S代表不同状态下的矢量信号发生器射频动态切换开关，R代表离散傅里叶算法统一计算参数，j代表不同种类符号的间隔子载波，L代表每个射频转换的开关符号帧数，T代表射频的传输周期，△代表射频传输周期持续时间，t代表矢量信号发生器的中心频率，g代表基于TDM的不同途径下的射频动态状态开关参数，k,l和m均为参数的取值。
与现有技术相比，本发明的技术效果为：
本发明提出了一种基于TDM的矢量信号发生器射频动态切换系统及切换方法，其基于TDM对矢量信号发生器射频动态切换系统进行设计，根据时分复用(TDM)的特点，拓展了矢量信号发生器的无线通信途径，在发生器射频动态切换的过程中应用TDM相关技术满足了系统的数据传输功能，提升了矢量信号发生器射频动态切换稳定性与高效性。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显。
图1是本发明的射频动态切换电路的原理框图；
图2是本发明的切换方法的流程图；
图3是本发明的频谱调制方法原理图；
图4是本发明系统下的对比实验结构图；
图5是本发明对三种系统的矢量信号发生器射频动态切换速度进行对比的对比实验结果图；
图6是本发明对三种系统的射频动态切换功率损耗量进行对比的对比实验结果图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
本发明旨在提供一种基于TDM的矢量信号发生器射频动态切换系统，系统至少包括矢量信号发生器装置和射频动态切换电路；
矢量信号发生器装置包括：矢量信号发生器、程序控制部、USB接口、A/D转换器和I/O数据接口，矢量信号发生器用于对矢量信号的调频；程序控制部将图像矢量信号转换为文字矢量信号或将音频信号转换为文字矢量信号；USB接口外接鼠标或键盘用于实时控制矢量信号发生器矢量信号的空间位置以及射频状态；A/D转换器将文字矢量信号进行转换后根据I/O数据接口的功能性信号进行输入与输出；本发明采用AV1443矢量信号发生器作为本发明系统的矢量信号调频设备，此型号矢量信号发生器能够在250KHZ-62GHZ频率之间进行有效调频，控制优质的矢量信号性能。
本发明中，矢量信号发生器的收音机能够将不同射频状态下的矢量信号显示在LCD显示屏上，通过改变射频接收收音机的按键可以改变LCD屏幕上的不同射频状态下的矢量信号信息，不同射频状态下的信息主要包含基带的生成时间、比特率为85kbit/s和矢量信号文本信息等，本发明的射频收音机型号为DAB型，能够在矢量信号接收端口降低发射功率不稳定状态下的环境干扰因素，常规状态下的收音机在接收矢量信号的状态下常常会出现射频状态的不同而导致收音机内部的射频动态切换不稳定，出现掉帧问题。
射频动态切换电路与矢量信号发生器装置相连接，射频动态切换电路用以检测矢量信号发生器装置的输出功率与输入功率，并根据输出功率与输入功率控制射频动态切换开关。
如图1所示，射频动态切换电路包括：第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4，第一电阻R1的第一端与第一芯片的DNH引脚相连，第二电阻R2的第一端与第一芯片的DN引脚相连，第三电阻R3的第一端与第一芯片的DS引脚相连，第四电阻R4的两端分别与第二电容C2的第一端和第三电阻R3的第二端相连，检波二极管VD1的第一端与第二电容C2的第二端相连，检波二极管VD1的第二端与第三电阻R3的第二端相连，第五电阻R5、第四电容C4和第六电阻R6的第一端与检波二极管VD1的第二端相连，第五电阻R5的第二端与DS引脚相连，第四电容C4和第六电阻R6的第二端与第一芯片的DR引脚相连，第六电容C6、第七电容C7和第七电阻R7的第一端并联后与第二芯片的DR引脚相连并接地，第六电容C6、第七电容C7和第七电阻R7的第二端并联后与第二芯片的DS引脚相连。其中，第二二极管VD2对第一电阻R1的信号进行处理，第三二极管VD3对第二电阻R2的信号进行处理，检波二极管VD1对第四电阻R4的信号进行处理；VD1、VD2作为耦合装置用以对电路的损耗和数据耦合灵敏度进行调节。第六电容电容C6、第七电容C7与第七个电阻R7用作检波器以对通过电路电流进行单元转换，以平衡矢量信号的输入端口射频与输出端口射频。
本发明的射频动态切换电路设计满足TDM的同时多途径的矢量信号传输，在相同的电路传输功能中，此电路能够对相同功率的矢量信号发生器进行功率检测与主电路信号测试，设计的过程中降低主电路信号的干扰程度，实现主电路内的同一途径不同射频状态的矢量信号传输，电路中还应用耦合装置对电路的损耗和数据耦合灵敏度进行调节，耦合装置具有结构简单、布局面积小、适合各射频状态下的宽带等特点，耦合装置的主电路耦合量为35dB，射频信号输出端口与射频耦合信号的输出端口之差即为主电路的耦合量，应用电路仿真器可知耦合装置中的指标电阻大小为60Ω至300Ω之间。
本发明的基于TDM的矢量信号发生器射频动态切换电路中需要具有能够检测输出功率与输入功率的功能，且能够控制射频动态切换开关，在电路中进行的检测方法为二极管检测功率法，将发生器中有效功率引入放大器中，再通过各级的放大器对矢量信号信息进行逐级处理与压缩信号，最终经过电路的射频动态切换信号为电压信号，第二二极管VD2对电路第一电阻R1信号进行处理，第三二极管VD3对电路第二电阻R2信号进行处理，检波二极管VD1对电路第四电阻R4信号进行处理，更方便被电路识别与处理，方法中应用的二极管在电路中具有精准度高、活动范围大、温度控制程度小等特点。设计二极管在射频动态切换系统中的应用环境电压为6.38V，支持电源供电范围在3V-12V之间，二极管中的放大器数据为8个，每一级放大器在运行的过程中均会出现50dB左右的矢量信号浮动，整体电路中还设有3个检波器，对通过电路电流进行单元转换，平衡矢量信号的输入端口射频与输出端口射频，在矢量信号发生器中进行的芯片功率测定结果是根据芯片的功率检测结果和电路中耦合电阻，主电路插损共同决定的，计算表达式如下：
Psot＝Pm+0.7+PIN (1)
其中，Psot代表矢量信号发生器中的芯片功率测定结果，Pm代表射频动态转换功率，PIN为耦合电路输入功率。如表1所示为基于功率检测下的电路功率：
表1基于功率检测下的电路功率
如图2所示，本发明的一种基于上述的系统的动态切换方法，方法包括：
步骤S1：矢量信号发生器读取原数据，并判断原数据的采样率是否为24khz或48khz，如果是则进行步骤S2，如果否，则进行数据压缩；
步骤S2：选择子代滤波器和比例算法因子器模型及阈值设定，使得TDM矢量信号在矢量信号发生器编码程序中采用MUSICAM方式进行射频动态切换，矢量信号源携带具有子代滤波器和比例算法因子器的模型进行阈值限量信号掩盖，以针对不同的射频调节不同的采样频率，使矢量信号发生器射频动态切换的过程中符合TDM技术的同时多途径方式进行信号传输；
步骤S3：基于所选择的子代滤波器和比例算法因子器模型及阈值设定进行射频转换；
步骤S4：对射频转换后的信号进行调频后传输。
本发明中的TDM矢量信号在发生器编码程序中需要采用MUSICAM方式进行射频动态切换，矢量信号源需要携带具有子代滤波器和比例算法因子器的模型进行阈值限量信号掩盖，根据门限矢量信号特征对编码符号产生的各类射频模块信息结合，使相关内容与包含射频信号的信息能够输入到射频收音机中，针对不同的射频调节不同的采样频率，使矢量信号发生器射频动态切换的过程中符合TDM技术的同时多途径方式。
在发生器中的矢量信号采样值达到20KHZ时，射频时间能够持续活动30ms左右，矢量信号采样值达到50KHZ时，射频时间能够持续活动60ms左右，符合在不同射频状态下的矢量信号能够在相同的无线信道进行矢量信号传输，虽然导致射频切换速度不一致，但是能够使相关矢量信号信息以相同的音频格式在信源编码软件程序中运行。
本发明中的TDM下的矢量信号发生器射频动态切换系统能够主动提升矢量信号的传输效率，由TDM技术控制下的矢量信号在经过信号源编码程序时连续产生0或1的传输系数，本发明为了保障矢量信号的多途径高效性，在发生器的射频切换快关中添加矫正码元，这些校正码元与不同射频下的信息元之间建立稳定的通信渠道，利用接收端与矢量信号的关系处理数据信息与编码信道信息。
本发明还设计频谱调制方法对通信信道中不同射频下的矢量信号进行信道传输，其实现原理如图3所示。
根据矢量信号的传输宽带范围确定射频切换状态的路径性质，多路径干扰下的矢量信号传输机制可以通过离散傅里叶算法进行帧数领域的数据传输，矢量信号发生器内射频转换开关由不同种类符号的间隔子载波组成，因此在对矢量信号发生器射频转换开关识别切换的过程中应当复用离散傅里叶算法进行数学表达式表达，其中主矢量信号的发生器射频转换状态识别计算表达式为：
表达式中：S代表不同状态下的矢量信号发生器射频动态切换开关，R代表离散傅里叶算法统一计算参数，j代表不同种类符号的间隔子载波，为了保障射频状态切换的迅速与精准，本发明在进行软件设计的过程中增加附带矢量信号的数学表达式：
表达式中：L代表每个射频转换的开关符号帧数，T代表射频的传输周期，△代表射频传输周期持续时间，t代表矢量信号发生器的中心频率，g代表基于TDM的不同途径下的射频动态状态开关参数，具体参数值如表2所示：
表2基于TDM的不同途径下的射频动态状态开关参数
由于TDM技术是使矢量信号建立在多条路径之上的射频动态切换，因此本发明在一般状态下的链路节点中布置链路包装程序，当多种链路中一条链路节点受到光纤冲击而产生故障时，为了减少因故障维修而造成的状态动态切换时间停滞，本发明将在多条路径中同时实现三种保护程序与传输指令程序，一种功能程序是停止矢量信号在发生器中的流量传输，第二种功能程序是在发生器中交换矢量信号的射频状态与光纤中的内容，使光纤信号处于被保护状态，第三种功能程序是将射频警告信息传输到相应的工作光纤中。
本发明的TDM技术下的无线通信网络中矢量信号传输通道故障随着网络情况的复杂化而改变故障光纤中的故障射频，无线通信网络节点所进行的射频动态状态切换会根据故障消息的暂停而停止流量传输，当射频动态切换开关接收到同步的射频矢量信号时，新的计算程序将会正常工作，在无线通信的不同网络途径以及节点中进行相邻节点的配置处理。
仿真实验：本发明还将设计本发明设计系统与文献中提供的传统系统进行各种性能方面的对比实验，通过实验的对比结果验证本发明设计系统的有效性与稳定性。实验中首先确定多种系统下的对比实验环境，设在不同的矢量信号发生器射频动态切换的系统中采用相同的射频基础动态开关切换电路板进行，设定电路板中采用晶振型号射频信息输入端口，使矢量信号源能够依赖信号的输入端口进行矢量信号种类分析与传输通道分析，并为实验测定过程中的频谱分析仪创建良好的矢量信号信息数据基础，信号输入端口需要预设矢量信号频率检测阈值，矢量信号的晶振阈值为20MHZ，向信号输入端口中输入相应的功率，晶振中功率不断提升，观察频谱分析仪中的显示的射频大小并检测射频开关的状态是否处于动态，矢量信号输入端口的功率输入测试值如表3所示：
表3矢量信号输入端口的功率输入测试值
根据表中的功率测定结果可知射频自动切换开关功率随着外部矢量信号的调节而变动，外部矢量信号调节功率最高能够2GHz，当矢量信号的频率设定超出输入端口阈值范围时可以实现从矢量信号输出端口向矢量信号的输入端口切换射频开关频率测定范围，使整体的电路信号能够自动减少插损，从而降低电路中的矢量信号输入端口与输出端口的总损耗，为对比实验创建稳定低损耗的环境。
本发明所应用的系统基于TDM技术，能够在相同的时钟动态切换方法下进行时分复用技术，如图4所示为本发明系统下的对比实验结构图：
本发明系统的对比实验结构电路中含有多个单刀多掷开关、滤波放大器、控制电路以及限幅器等，这些装置能够使电路板中的芯片能够适应多种类型的组件，最终所对比的实验数据与实际的数据采集相差较小，单刀多掷开关能够切换电路中的射频测定电路使TDM技术能够实现在电路板中，通过矢量信号在电路中的多途径分析获取相关的信息。本实验首先对三种系统的矢量信号发生器射频动态切换速度进行对比，将相同的矢量信号由信号传输端口向系统中传输，应用频谱分析仪获取三种系统对动态射频的切换反应时间，对应的系统所用时间越短则证明该系统的射频动态切换反应越灵敏。
对比实验结果如图5所示：根据图5中对比结果可知本发明系统具有更加灵敏的射频动态切换状态，随着实验环境中工作频率的不断变化，本发明系统的适应能力更强，针对动态射频做出的切换时间更短，而文献中系统针对动态射频切换时间越来越长，在0.05s左右的时间状态下本发明系统优先现有技术的系统的20％左右。本发明设计射频动态切换电路能够分散矢量信号的变化频率干扰，将矢量信号在相同的时间内完成多途径的射频状态切换，提升了整体系统效率。本发明还对三种系统的射频动态切换功率损耗量进行对比，将相同的矢量信号传输至系统中，等待系统对矢量信号做出完整的射频动态切换动作记录三种系统所使用的功率量，具体对比结果如图6所示：
根据图6中的对比结果可知本发明系统的功率损耗量小，对相同的矢量信号处理完成，本发明系统功率损耗控制在1W内，现有技术中的系统功率损耗达到3-5W，本发明系统设计的射频动态切换电路具有检测识别功率损耗元件，在矢量信号的输入端口与输出端口均设定了功率阈值，根据阈值的大小限制了矢量信号在TDM技术下的传输途径种类，进而减少了系统功率损耗，且拓展了矢量信号发生器的无线通信途径，在发生器射频动态切换的过程中应用TDM相关技术满足了系统的数据传输功能，提升了矢量信号发生器射频动态切换稳定性与高效性，这是本发明的重要发明点。
最后所应说明的是：以上实施例仅以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述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：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (4)
1.一种基于TDM的矢量信号发生器射频动态切换系统，其特征在于，其包括矢量信号发生器装置和射频动态切换电路；
所述矢量信号发生器装置包括：矢量信号发生器、程序控制部、USB接口、A/D转换器和I/O数据接口，所述矢量信号发生器用于对矢量信号的调频；所述程序控制部将图像矢量信号转换为文字矢量信号或将音频信号转换为文字矢量信号；所述USB接口外接鼠标或键盘用于实时控制所述矢量信号发生器矢量信号的空间位置以及射频状态；所述A/D转换器将所述文字矢量信号进行转换后根据所述I/O数据接口的功能性信号进行输入与输出；
所述射频动态切换电路与所述矢量信号发生器装置相连接，所述射频动态切换电路用以检测所述矢量信号发生器装置的输出功率与输入功率，并根据所述输出功率与输入功率控制射频动态切换开关；所述射频动态切换电路包括：第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4，所述第一电阻R1的第一端与第一芯片的DNH引脚相连，所述第二电阻R2的第一端与第一芯片的DN引脚相连，所述第三电阻R3的第一端与第一芯片的DS引脚相连，所述第四电阻R4的两端分别与第二电容C2的第一端和第三电阻R3的第二端相连，检波二极管VD1的第一端与第二电容C2的第二端相连，检波二极管VD1的第二端与第三电阻R3的第二端相连，第五电阻R5、第四电容C4和第六电阻R6的第一端与检波二极管VD1的第一端相连，第五电阻R5的第二端与DS引脚相连，第四电容C4和第六电阻R6的第二端与第一芯片的DR引脚相连，第六电容C6、第七电容C7和第七电阻R7的第一端并联后与第二芯片的DR引脚相连并接地，第六电容C6、第七电容C7和第七电阻R7的第二端并联后与第二芯片的DS引脚相连；
其中，第二二极管VD2对第一电阻R1的信号进行处理，第三二极管VD3对第二电阻R2的信号进行处理，检波二极管VD1对第四电阻R4的信号进行处理；
在矢量信号发生器中进行的芯片功率测定结果是根据芯片的功率检测结果、电路中耦合电阻及主电路插损来获得的，矢量信号发生器中的芯片功率测定结果的表达式如下：
P sot=P m+0.7+P IN（1）
其中，P sot代表矢量信号发生器中的芯片功率测定结果，P m代表射频动态转换功率，P IN为耦合电路输入功率。
2.根据权利要求1所述的基于TDM的矢量信号发生器射频动态切换系统，其特征在于，所述检波二极管VD1、第二二极管VD2用作耦合装置用以对电路的损耗和数据耦合灵敏度进行调节。
3.根据权利要求2所述的基于TDM的矢量信号发生器射频动态切换系统，其特征在于，所述第六电容C6、第七电容C7和第七电阻R7用作检波器以对通过电路电流进行单元转换，以平衡矢量信号的输入端口射频与输出端口射频。
4.一种基于权利要求1-3之一所述的基于TDM的矢量信号发生器射频动态切换系统的动态切换方法，其特征在于，其包括：
步骤S1：所述矢量信号发生器读取原数据，并判断所述原数据的采样率是否为24khz或48khz，如果是则进行步骤S2，如果否，则进行数据压缩；
步骤S2：选择子代滤波器和比例算法因子器模型及阈值设定，使得TDM矢量信号在矢量信号发生器编码程序中采用MUSICAM方式进行射频动态切换，矢量信号源携带具有子代滤波器和比例算法因子器的模型进行阈值限量信号掩盖，以针对不同的射频调节不同的采样频率，使矢量信号发生器射频动态切换的过程中符合TDM技术的同时多途径方式进行信号传输；
步骤S3：基于所选择的子代滤波器和比例算法因子器模型及阈值设定进行射频转换；
步骤S4：对射频转换后的信号进行调频后传输，所述对射频转换后的信号进行调频后传输的具体方法包括为：根据矢量信号的传输带宽范围确定射频切换状态的路径性质，多路径干扰下的矢量信号传输机制可以通过离散傅里叶算法进行帧数领域的数据传输，矢量信号发生器内射频转换开关由不同种类符号的间隔子载波组成，因此在对矢量信号发生器射频转换开关识别切换的过程中应当复用离散傅里叶算法进行数学表达式表达，其中主矢量信号的发生器射频转换状态识别计算表达式为：
（2）
为了保障射频状态切换还增加附带矢量信号的表示：
（3）
为附带矢量信号,其中，S代表不同状态下的矢量信号发生器射频动态切换开关，R代表离散傅里叶算法统一计算参数，j代表不同种类符号的间隔子载波，L代表每个射频转换的开关符号帧数，T代表射频的传输周期，△代表射频传输周期持续时间，t代表矢量信号发生器的中心频率，g代表基于TDM的不同途径下的射频动态状态开关参数，k、l和m均为参数的取值。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011273029.9A CN112468422B (zh) | 2020-11-13 | 2020-11-13 | 基于tdm的矢量信号发生器射频动态切换系统及切换方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011273029.9A CN112468422B (zh) | 2020-11-13 | 2020-11-13 | 基于tdm的矢量信号发生器射频动态切换系统及切换方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112468422A CN112468422A (zh) | 2021-03-09 |
| CN112468422B true CN112468422B (zh) | 2023-05-05 |
Family
ID=74836149
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011273029.9A Active CN112468422B (zh) | 2020-11-13 | 2020-11-13 | 基于tdm的矢量信号发生器射频动态切换系统及切换方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112468422B (zh) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109560794A (zh) * | 2018-11-09 | 2019-04-02 | 南京邮电大学 | 矢量调制射频信号发生器 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8155904B2 (en) * | 2007-10-05 | 2012-04-10 | Dvorak Steven L | Vector signal measuring system, featuring wide bandwidth, large dynamic range, and high accuracy |
-
2020
- 2020-11-13 CN CN202011273029.9A patent/CN112468422B/zh active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109560794A (zh) * | 2018-11-09 | 2019-04-02 | 南京邮电大学 | 矢量调制射频信号发生器 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 吴钰浩等.基于TDM的大规模多天线信道测量系统的射频切换模块设计.《电子测量与仪器学报》.2018,第32卷(第3期),第96-103页. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112468422A (zh) | 2021-03-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101076964B (zh) | 具有扩展信道带宽的信道估计器 | |
| CN104184451B (zh) | 可重组电路区块以及将电路区块进行组态的方法 | |
| CN106374975B (zh) | 一种基于多端口的数字化电力线信道模拟设备及模拟方法 | |
| CN108401278A (zh) | 一种射频拉远单元节能降耗的方法及装置 | |
| CN102300262A (zh) | 无线通信装置、程序、无线通信方法以及无线通信系统 | |
| CN103338077B (zh) | 基于ofdm的可变带宽光网络的功率均衡方法及系统 | |
| CA2449587A1 (en) | System and method for simulating the behaviour of a network for mobile radio apparatus | |
| IL166605A (en) | Universal approach for simulating, emulating and testing a variety of serial bus types | |
| CN112468422B (zh) | 基于tdm的矢量信号发生器射频动态切换系统及切换方法 | |
| KR20220063126A (ko) | 분산 안테나 시스템 및 분산 안테나 시스템의 동작 방법 | |
| Berscheid et al. | Full duplex DOCSIS: Opportunities and challenges | |
| Pantoli et al. | A low cost flexible power line communication system | |
| Nguyen et al. | An experimental study of OFDM in software defined radio systems using GNU platform and USRP2 devices | |
| ATE466465T1 (de) | System und verfahren zum emulieren mobiler netzwerke und damit zusammenhängende einrichtung | |
| CN102388553B (zh) | 通信设备及其性能监测方法 | |
| Hassan et al. | Survey on advanced spectrum sharing using cognitive radio technique | |
| Alfahham et al. | Energy efficient cooperative spectrum sensing in Cognitive Radio Sensor Network Using FPGA: A survey | |
| Papa et al. | Sdrbench: A software-defined radio access network controller benchmark | |
| Yang et al. | Error Performance of Chaotic Digital Code-Divison Multiple Access (CDMA) Systems | |
| Berglund et al. | Energy Efficiency of Radio Units and its Impact on RAN Energy Consumption | |
| CN108737052A (zh) | 一种导频发送、接收方法及装置 | |
| Chandini et al. | PAPR Reduction in SDR-Based OFDM System | |
| CN114867092B (zh) | 工业物联网中无线数能同传能量采集调制方案设计方法 | |
| WO2024017025A1 (zh) | 导频参数配置方法及设备 | |
| Bera et al. | 5G Technology Enabling the Wireless Internet of Things |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |