CN117270628B - 波形数据生成方法、计算机设备和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种波形数据生成方法、计算机设备和存储介质。所述方法包括：上位机生成调制波形数据并加载到任意波形发生器；所述上位机设置所述任意波形发生器用于形成所需发送波形的波形数据组成参数及用于调整所述调制波形数据的波形数据调整参数；根据所述波形数据组成参数和所述波形数据调整参数对加载的所述调制波形数据进行处理得到所需发送波形的波形数据。采用本方法能限制所需发送波形的波形数据的整体长度，减少大部分波形数据的数值为零的无效数据，且处理得到所需发送波形的波形数据的计算复杂度不高，减少了任意波形发生器发送波形的整个过程的执行时间，提高了任意波形发生器的工作效率，能够提高实验效率。
Description
技术领域
本申请涉及计算机技术领域，特别是涉及一种波形数据生成方法、计算机设备和存储介质。
背景技术
任意波形发生器可用于量子计算实验，在量子计算测控系统中，任意波形发生器的工作效率对系统整体效率有重要影响。用于产生量子计算实验所需波形的波形数据在上位机中通过软件方法得到，上位机将软件生成的波形数据加载到任意波形发生器，任意波形发生器基于加载的波形数据产生量子计算实验所需波形。如果波形较长，上位机通过软件方法生成波形数据和加载波形数据到任意波形发生器是一个比较耗时的过程。实验中所需波形的波形数据是软件采用补零后的基础波形数据进行计算生成的调制波形数据，这样的调制波形数据是稀疏的，大部分波形数据的数值为零，且大部分数值为零的波形数据以长零的形式出现，上位机将包含长零数据的调制波形数据加载到任意波形发生器。当实验次数较多时，生成和加载波形数据的时间较长，不利于提高实验效率，整个处理过程需要优化。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种波形数据生成方法、计算机设备和存储介质，能够减少大部分波形数据的数值为零的无效数据，避免生成和加载波形数据的时间较长的问题，能够提高实验效率。
一方面，提供一种波形数据生成方法，所述方法包括：
上位机生成调制波形数据，并将其加载到任意波形发生器；
所述上位机设置所述任意波形发生器用于形成所需发送波形的波形数据组成参数；
所述上位机设置所述任意波形发生器用于调整所述调制波形数据的波形数据调整参数；
所述任意波形发生器根据所述波形数据组成参数和所述波形数据调整参数对加载的所述调制波形数据进行处理得到所需发送波形的波形数据。
在其中一个实施例中，所述上位机生成调制波形数据步骤包括：
控制上位机生成余弦波形数据和高斯波形数据；
控制上位机根据所述余弦波形数据和所述高斯波形数据计算得到所述调制波形数据。
在其中一个实施例中，所述控制上位机生成余弦波形数据和高斯波形数据步骤包括：
控制所述余弦波形数据和所述高斯波形数据中不进行补零。
在其中一个实施例中，所述控制上位机根据所述余弦波形数据和所述高斯波形数据计算得到所述调制波形数据步骤包括：
将所述余弦波形数据作为载波信号，所述高斯波形数据作为基带信号；使用所述余弦波形数据和所述高斯波形数据进行调制计算得到所述调制波形数据。
在其中一个实施例中，所述使用所述余弦波形数据和所述高斯波形数据进行调制步骤包括：
控制所述余弦波形数据和所述高斯波形数据的数据点数相同且均为m；
采用所述余弦波形数据和所述高斯波形数据逐点相乘的方式计算得到所述调制波形数据为m。
在其中一个实施例中，所述上位机设置所述任意波形发生器用于形成所需发送波形的波形数据组成参数步骤包括：
通过所述上位机设置所述任意波形发生器用于形成所需发送波形的波形数据组成参数；其中，所述波形数据组成参数用于描述所需发送波形的波形数据的组成方式。
在其中一个实施例中，所述通过所述上位机设置所述任意波形发生器用于形成所需发送波形的波形数据组成参数步骤包括：
通过所述上位机在第一次发送波形前设置一次所述波形数据组成参数。
在其中一个实施例中，所述上位机设置所述任意波形发生器用于形成所需发送波形的波形数据组成参数步骤包括：
设置所述波形数据组成参数包括波形数据总数据点数M、前置补零数据的数据点数m1、调整后的调制波形数据的数据点数m和后置补零数据的数据点数m2；其中，所述波形数据总数据点数M满足M=m1+m+m2。
在其中一个实施例中，所述上位机设置所述任意波形发生器用于调整所述调制波形数据的波形数据调整参数步骤包括：
通过所述上位机设置所述任意波形发生器用于调整所述调制波形数据的波形数据调整参数；其中，所述波形数据调整参数用于描述对调制波形数据进行调整得到调整后的调制波形数据的方法。
在其中一个实施例中，所述通过所述上位机设置所述任意波形发生器用于调整所述调制波形数据的波形数据调整参数步骤包括：
通过所述上位机在每次发送波形前均设置所述波形数据调整参数。
在其中一个实施例中，所述通过所述上位机设置所述任意波形发生器用于调整所述调制波形数据的波形数据调整参数步骤包括：
通过所述上位机设置所述波形数据调整参数包括幅值缩放系数和偏置系数。
在其中一个实施例中，所述任意波形发生器根据所述波形数据组成参数和所述波形数据调整参数对加载的所述调制波形数据进行处理得到所需发送波形的波形数据步骤包括：
根据所述波形数据组成参数对加载的所述调制波形数据进行数据点数调整，调整后的调制波形数据的数据点数与加载的调制波形数据的数据点数一致；
根据所述波形数据调整参数对加载的所述调制波形数据调整调制波形幅值或者偏置；
对调整后的调制波形数据进行前置补零和后置补零。
在其中一个实施例中，所述任意波形发生器根据所述波形数据组成参数和所述波形数据调整参数对加载的所述调制波形数据进行处理得到所需发送波形的波形数据步骤包括：
在所述任意波形发生器中存储已加载的调制波形数据；
控制对加载的调制波形数据进行处理在所述任意波形发生器的现场可编程逻辑门阵列（FPGA）中进行。
在其中一个实施例中，所述根据所述波形数据调整参数对加载的所述调制波形数据调整调制波形幅值或者偏置步骤包括：
使用幅值缩放系数调整加载的调制波形数据的幅值，得到改变幅值后的调制波形数据；
使用偏置系数调整改变幅值后的调制波形数据的偏置，得到改变幅值和偏置后的调制波形数据。
在其中一个实施例中，所述对调整后的调制波形数据进行前置补零和后置补零步骤包括：
对改变幅值和偏置后的调制波形数据进行前置补零，得到前置补零后的波形数据；
对前置补零后的波形数据进行后置补零，得到所需发送波形的波形数据。
再一方面，提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
上位机生成调制波形数据，并将其加载到任意波形发生器；
所述上位机设置所述任意波形发生器用于形成所需发送波形的波形数据组成参数；
所述上位机设置所述任意波形发生器用于调整所述调制波形数据的波形数据调整参数；
所述任意波形发生器根据所述波形数据组成参数和所述波形数据调整参数对加载的所述调制波形数据进行处理得到所需发送波形的波形数据。
又一方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
上位机生成调制波形数据，并将其加载到任意波形发生器；
所述上位机设置所述任意波形发生器用于形成所需发送波形的波形数据组成参数；
所述上位机设置所述任意波形发生器用于调整所述调制波形数据的波形数据调整参数；
所述任意波形发生器根据所述波形数据组成参数和所述波形数据调整参数对加载的所述调制波形数据进行处理得到所需发送波形的波形数据。
上述波形数据生成方法、计算机设备和存储介质，通过控制任意波形发生器根据波形数据组成参数和波形数据调整参数对加载的调制波形数据进行处理得到所需发送波形的波形数据，能基于波形数据组成参数和波形数据调整参数限制所需发送波形的波形数据的整体长度，能够减少大部分波形数据的数值为零的无效数据，避免生成和加载波形数据的时间较长的问题，且处理得到所需发送波形的波形数据的计算复杂度不高，减少了任意波形发生器发送波形的整个过程的执行时间，提高了任意波形发生器的工作效率，能够提高实验效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请一个实施例中波形数据生成方法的应用环境图；
图2为本申请一个实施例中波形数据生成方法的流程示意图；
图3为本申请一个实施例中上位机生成调制波形数据步骤的流程示意图；
图4为本申请一个实施例中所述任意波形发生器根据所述波形数据组成参数和所述波形数据调整参数对加载的所述调制波形数据进行处理得到所需发送波形的波形数据步骤的流程示意图；
图5为本申请一个实施例中波形数据生成系统的结构框图；
图6为本申请一个实施例中一种任意波形发生器使用方法的流程示意图；
图7为本申请一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请提供的波形数据生成方法，可以应用于如图1所示的应用环境中。其中，上位机102通过网络与任意波形发生器104通过网络或数据线进行通信。任意波形发生器104可用于量子计算实验，用于产生量子计算实验所需波形的波形数据在上位机102中通过软件方法得到，上位机102将软件生成的波形数据加载到任意波形发生器104，任意波形发生器104基于加载的波形数据产生量子计算实验所需波形。
在一个实施例中，如图2所示，提供了一种波形数据生成方法，以该方法应用于图1中的系统为例进行说明，包括以下步骤：
步骤S1，上位机生成调制波形数据，并将其加载到任意波形发生器；
步骤S2，所述上位机设置所述任意波形发生器用于形成所需发送波形的波形数据组成参数；
步骤S3，所述上位机设置所述任意波形发生器用于调整所述调制波形数据的波形数据调整参数；
步骤S4，所述任意波形发生器根据所述波形数据组成参数和所述波形数据调整参数对加载的所述调制波形数据进行处理得到所需发送波形的波形数据。
本实施例通过控制任意波形发生器根据波形数据组成参数和波形数据调整参数对加载的调制波形数据进行处理得到所需发送波形的波形数据，能基于波形数据组成参数和波形数据调整参数限制所需发送波形的波形数据的整体长度，能够减少大部分波形数据的数值为零的无效数据，避免生成和加载波形数据的时间较长的问题，且处理得到所需发送波形的波形数据的计算复杂度不高，减少了任意波形发生器发送波形的整个过程的执行时间，提高了任意波形发生器的工作效率，能够提高实验效率。
如图3所示，在本实施例中，所述上位机生成调制波形数据步骤包括：
步骤S11，控制上位机生成余弦波形数据和高斯波形数据；
步骤S12，控制上位机根据所述余弦波形数据和所述高斯波形数据计算得到所述调制波形数据。
其中上位机软件生成调制波形数据；用于计算的两种基础波形数据由上位机软件生成。
如图3所示，在本实施例中，所述控制上位机生成余弦波形数据和高斯波形数据步骤包括：
控制所述余弦波形数据和所述高斯波形数据中不进行补零。
其中，不进行补零操作的两种基础波形数据的数据点数较进行补零操作的两种基础波形数据的数据点数减少，计算得到调制波形数据所需时间减少。由于两种基础波形数据没有进行补零操作，因此调制波形数据中不包含长零数据。
在本实施例中，所述控制上位机根据所述余弦波形数据和所述高斯波形数据计算得到所述调制波形数据步骤包括：
将所述余弦波形数据作为载波信号，所述高斯波形数据作为基带信号；使用所述余弦波形数据和所述高斯波形数据进行调制计算得到所述调制波形数据。
在本实施例中，所述使用所述余弦波形数据和所述高斯波形数据进行调制步骤包括：
控制所述余弦波形数据和所述高斯波形数据的数据点数相同且均为m；
采用所述余弦波形数据和所述高斯波形数据逐点相乘的方式计算得到所述调制波形数据为m。
其中，不包含长零数据的调制波形数据的数据点数较包含长零数据的调制波形数据的数据点数减少，加载调制波形数据所需时间减少。
在本实施例中，所述上位机设置所述任意波形发生器用于形成所需发送波形的波形数据组成参数步骤包括：
通过所述上位机设置所述任意波形发生器用于形成所需发送波形的波形数据组成参数；其中，所述波形数据组成参数用于描述所需发送波形的波形数据的组成方式。
在本实施例中，所述通过所述上位机设置所述任意波形发生器用于形成所需发送波形的波形数据组成参数步骤包括：
通过所述上位机在第一次发送波形前设置一次所述波形数据组成参数。
在本实施例中，所述上位机设置所述任意波形发生器用于形成所需发送波形的波形数据组成参数步骤包括：
设置所述波形数据组成参数包括波形数据总数据点数M、前置补零数据的数据点数m1、调整后的调制波形数据的数据点数m和后置补零数据的数据点数m2；其中，所述波形数据总数据点数M满足M=m1+m+m2。
在本实施例中，所述上位机设置所述任意波形发生器用于调整所述调制波形数据的波形数据调整参数步骤包括：
通过所述上位机设置所述任意波形发生器用于调整所述调制波形数据的波形数据调整参数；其中，所述波形数据调整参数用于描述对调制波形数据进行调整得到调整后的调制波形数据的方法。
在本实施例中，所述通过所述上位机设置所述任意波形发生器用于调整所述调制波形数据的波形数据调整参数步骤包括：
通过所述上位机在每次发送波形前均设置所述波形数据调整参数。
在本实施例中，所述通过所述上位机设置所述任意波形发生器用于调整所述调制波形数据的波形数据调整参数步骤包括：
通过所述上位机设置所述波形数据调整参数包括幅值缩放系数和偏置系数。
其中偏置系数为纵向移动波形数据的方式，即所述波形数据在纵向以坐标平移方式实现。
如图4所示，在本实施例中，所述任意波形发生器根据所述波形数据组成参数和所述波形数据调整参数对加载的所述调制波形数据进行处理得到所需发送波形的波形数据步骤包括：
步骤S41，根据所述波形数据组成参数对加载的所述调制波形数据进行数据点数调整，调整后的调制波形数据的数据点数与加载的调制波形数据的数据点数一致；
步骤S42，根据所述波形数据调整参数对加载的所述调制波形数据调整调制波形幅值或者偏置；
步骤S43，对调整后的调制波形数据进行前置补零和后置补零。
其中，调整调制波形数据的方法由波形数据调整参数描述。
其中，调整后的调制波形数据的数据点数与加载的调制波形数据的数据点数一致，调整不影响调制波形数据的数据点数。
在本实施例中，所述任意波形发生器根据所述波形数据组成参数和所述波形数据调整参数对加载的所述调制波形数据进行处理得到所需发送波形的波形数据步骤包括：
在所述任意波形发生器中存储已加载的调制波形数据；
控制对加载的调制波形数据进行处理在所述任意波形发生器的现场可编程逻辑门阵列（FPGA）中进行。
其中，对加载的调制波形数据进行处理不改变任意波形发生器中存储的已加载的调制波形数据，而是对加载的调制波形数据进行处理得到所需发送波形的波形数据。对加载的调制波形数据进行处理在任意波形发生器的FPGA中进行，以减少基于加载的调制波形数据经处理得到所需发送波形的波形数据的时间。
在本实施例中，所述根据所述波形数据调整参数对加载的所述调制波形数据调整调制波形幅值或者偏置步骤包括：
使用幅值缩放系数调整加载的调制波形数据的幅值，得到改变幅值后的调制波形数据；
使用偏置系数调整改变幅值后的调制波形数据的偏置，得到改变幅值和偏置后的调制波形数据。
在本实施例中，所述对调整后的调制波形数据进行前置补零和后置补零步骤包括：
对改变幅值和偏置后的调制波形数据进行前置补零，得到前置补零后的波形数据；
对前置补零后的波形数据进行后置补零，得到所需发送波形的波形数据。
下面给出一个实施例对上述方法内容进行进一步解释说明：
任意波形发生器使用16位精度DAC，采样率为1GHz。
假设，任意波形发生器接收一次触发信号所需发送波形的波形长度为100微秒，其中，调制波形长度为0.5微秒，前置补零和后置补零波形长度之和为99.5微秒。根据任意波形发生器的采样率可知波形数据总数据点数为100000个，根据任意波形发生器的DAC精度可知波形数据总字节数为200000字节，调制波形数据点数为500个，调制波形数据字节数为1000字节，前置补零波形数据和后置补零波形数据的数据点数之和为99500个，前置补零波形数据和后置补零波形数据的字节数之和为199000字节。
如果不使用本发明的方法，上位机需要生成波形数据点数为100000个的两个基础波形数据，这两个基础波形数据中大部分是补零数据，使用这两个基础波形数据进行调制得到波形数据点数为100000个的调制波形数据，并加载字节数为200000字节的调制波形数据到任意波形发生器。上位机生成基础波形数据、计算调制波形数据和加载调制波形数据到任意波形发生器的时间都与任意波形发生器所需发送波形的波形数据总数据点数有关。
如果使用本发明的方法，上位机只需要生成波形数据点数为500个的两个基础波形数据，这两个基础波形数据不进行补零操作，使用这两个基础波形数据进行调制得到波形数据点数为500个的调制波形数据，并加载字节数为1000字节的调制波形数据到任意波形发生器。任意波形发生器根据波形数据组成参数和波形数据调整参数对加载的调制波形数据进行处理得到波形数据点数为100000个的所需发送波形的波形数据。上位机生成基础波形数据、计算调制波形数据和加载调制波形数据到任意波形发生器的时间都只与基础波形数据的数据点数有关，任意波形发生器根据波形数据组成参数和波形数据调整参数对加载的调制波形数据进行处理得到所需发送波形的波形数据的计算复杂度不高，处理过程在任意波形发生器的FPGA中进行，减少了任意波形发生器发送波形的整个过程的执行时间，提高了任意波形发生器的工作效率。
上述波形数据生成方法中，通过控制任意波形发生器根据波形数据组成参数和波形数据调整参数对加载的调制波形数据进行处理得到所需发送波形的波形数据，能基于波形数据组成参数和波形数据调整参数限制所需发送波形的波形数据的整体长度，能够减少大部分波形数据的数值为零的无效数据，避免生成和加载波形数据的时间较长的问题，且处理得到所需发送波形的波形数据的计算复杂度不高，减少了任意波形发生器发送波形的整个过程的执行时间，提高了任意波形发生器的工作效率，能够提高实验效率。
应该理解的是，虽然图2-图4的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2-图4中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中，如图5所示，提供了一种波形数据生成系统10，包括：生成调制波形数据模块1、波形数据组成参数管理模块2、波形数据调整参数管理模块3、波形数据处理模块4。
所述生成调制波形数据模块1用于控制上位机生成调制波形数据，并将其加载到任意波形发生器。
所述波形数据组成参数管理模块2用于控制所述上位机设置所述任意波形发生器用于形成所需发送波形的波形数据组成参数。
所述波形数据调整参数管理模块3用于控制所述上位机设置所述任意波形发生器用于调整所述调制波形数据的波形数据调整参数；
所述任意波形发生器根据所述波形数据组成参数和所述波形数据调整参数对加载的所述调制波形数据进行处理得到所需发送波形的波形数据。
所述波形数据处理模块4用于控制所述任意波形发生器根据所述波形数据组成参数和所述波形数据调整参数对加载的所述调制波形数据进行处理得到所需发送波形的波形数据。
在本实施例中，所述上位机生成调制波形数据步骤包括：
控制上位机生成余弦波形数据和高斯波形数据；
控制上位机根据所述余弦波形数据和所述高斯波形数据计算得到所述调制波形数据。
在本实施例中，所述控制上位机生成余弦波形数据和高斯波形数据步骤包括：
控制所述余弦波形数据和所述高斯波形数据中不进行补零。
在本实施例中，所述控制上位机根据所述余弦波形数据和所述高斯波形数据计算得到所述调制波形数据步骤包括：
将所述余弦波形数据作为载波信号，所述高斯波形数据作为基带信号；使用所述余弦波形数据和所述高斯波形数据进行调制计算得到所述调制波形数据。
在本实施例中，所述使用所述余弦波形数据和所述高斯波形数据进行调制步骤包括：
控制所述余弦波形数据和所述高斯波形数据的数据点数相同，所述余弦波形数据和所述高斯波形数据的数据在同一周期内按时间均分取点获得；
采用所述余弦波形数据和所述高斯波形数据逐点相乘的方式计算得到所述调制波形数据。
在本实施例中，所述使用所述余弦波形数据和所述高斯波形数据进行调制步骤包括：
控制所述余弦波形数据和所述高斯波形数据的数据点数相同且均为m；
采用所述余弦波形数据和所述高斯波形数据逐点相乘的方式计算得到所述调制波形数据为m。
在本实施例中，所述上位机设置所述任意波形发生器用于形成所需发送波形的波形数据组成参数步骤包括：
通过所述上位机设置所述任意波形发生器用于形成所需发送波形的波形数据组成参数；其中，所述波形数据组成参数用于描述所需发送波形的波形数据的组成方式。
在本实施例中，所述通过所述上位机设置所述任意波形发生器用于形成所需发送波形的波形数据组成参数步骤包括：
通过所述上位机在第一次发送波形前设置一次所述波形数据组成参数。
在本实施例中，所述上位机设置所述任意波形发生器用于形成所需发送波形的波形数据组成参数步骤包括：
设置所述波形数据组成参数包括波形数据总数据点数M、前置补零数据的数据点数m1、调整后的调制波形数据的数据点数m和后置补零数据的数据点数m2；其中，所述波形数据总数据点数M满足M=m1+m+m2。
在本实施例中，所述上位机设置所述任意波形发生器用于调整所述调制波形数据的波形数据调整参数步骤包括：
通过所述上位机设置所述任意波形发生器用于调整所述调制波形数据的波形数据调整参数；其中，所述波形数据调整参数用于描述对调制波形数据进行调整得到调整后的调制波形数据的方法。
在本实施例中，所述通过所述上位机设置所述任意波形发生器用于调整所述调制波形数据的波形数据调整参数步骤包括：
通过所述上位机在每次发送波形前均设置所述波形数据调整参数。
在本实施例中，所述通过所述上位机设置所述任意波形发生器用于调整所述调制波形数据的波形数据调整参数步骤包括：
通过所述上位机设置所述波形数据调整参数包括幅值缩放系数和偏置系数。
在本实施例中，所述任意波形发生器根据所述波形数据组成参数和所述波形数据调整参数对加载的所述调制波形数据进行处理得到所需发送波形的波形数据步骤包括：
根据所述波形数据组成参数对加载的所述调制波形数据进行数据点数调整，调整后的调制波形数据的数据点数与加载的调制波形数据的数据点数一致；
根据所述波形数据调整参数对加载的所述调制波形数据调整调制波形幅值或者偏置；
对调整后的调制波形数据进行前置补零和后置补零。
在本实施例中，所述任意波形发生器根据所述波形数据组成参数和所述波形数据调整参数对加载的所述调制波形数据进行处理得到所需发送波形的波形数据步骤包括：
在所述任意波形发生器中存储已加载的调制波形数据；
控制对加载的调制波形数据进行处理在所述任意波形发生器的现场可编程逻辑门阵列（FPGA）中进行。
在本实施例中，所述根据所述波形数据调整参数对加载的所述调制波形数据调整调制波形幅值或者偏置步骤包括：
使用幅值缩放系数调整加载的调制波形数据的幅值，得到改变幅值后的调制波形数据；
使用偏置系数调整改变幅值后的调制波形数据的偏置，得到改变幅值和偏置后的调制波形数据。
在本实施例中，所述对调整后的调制波形数据进行前置补零和后置补零步骤包括：
对改变幅值和偏置后的调制波形数据进行前置补零，得到前置补零后的波形数据；
对前置补零后的波形数据进行后置补零，得到所需发送波形的波形数据。
上述波形数据生成系统中，通过控制任意波形发生器根据波形数据组成参数和波形数据调整参数对加载的调制波形数据进行处理得到所需发送波形的波形数据，能基于波形数据组成参数和波形数据调整参数限制所需发送波形的波形数据的整体长度，能够减少大部分波形数据的数值为零的无效数据，避免生成和加载波形数据的时间较长的问题，且处理得到所需发送波形的波形数据的计算复杂度不高，减少了任意波形发生器发送波形的整个过程的执行时间，提高了任意波形发生器的工作效率，能够提高实验效率。
关于波形数据生成系统的具体限定可以参见上文中对于波形数据生成方法的限定，在此不再赘述。上述波形数据生成系统中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，采用图1所示的上位机连接至任意波形发生器的系统，如图6所示，还提供了一种任意波形发生器使用方法，包括：
步骤1)设置上位机连接至任意波形发生器，并上电打开所述上位机及所述任意波形发生器，从而打开设备；
步骤2)设置所述任意波形发生器的工作参数，所述工作参数包括设置触发、设置输出动态范围、设置输出偏置中的至少一种；
步骤3)清除已加载的波形数据；
步骤4)忽略触发信号并关闭波形发送；
步骤5)所述上位机生成的调制波形数据并输出至所述任意波形发生器；
步骤6)所述上位机设置所述任意波形发生器所需发送波形的波形数据组成参数；
步骤7)所述上位机设置所述任意波形发生器调整调制波形数据的波形数据调整参数；
步骤8)忽略触发信号并关闭波形发送；
步骤9)所述任意波形发生器根据波形数据组成参数和波形数据调整参数对加载的调制波形数据进行处理得到所需发送波形的波形数据；
步骤10)接收触发信号并启动波形发送；
步骤11)如果未完成全部波形的发送，则执行步骤7)，如果已完成全部波形的发送，则执行下一步；
步骤12)清除已加载的波形数据；
步骤13)忽略触发信号并关闭波形发送；
步骤14)下电关闭所述上位机及所述任意波形发生器，从而关闭设备。
关于任意波形发生器使用方法步骤的具体限定可以参见上文中对于波形数据生成的方法的限定，在此不再赘述。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图7所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储波形数据生成数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种波形数据生成方法。
本领域技术人员可以理解，图7中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
上位机生成调制波形数据，并将其加载到任意波形发生器；
所述上位机设置所述任意波形发生器用于形成所需发送波形的波形数据组成参数；
所述上位机设置所述任意波形发生器用于调整所述调制波形数据的波形数据调整参数；
所述任意波形发生器根据所述波形数据组成参数和所述波形数据调整参数对加载的所述调制波形数据进行处理得到所需发送波形的波形数据。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
所述上位机生成调制波形数据步骤包括：
控制上位机生成余弦波形数据和高斯波形数据；
控制上位机根据所述余弦波形数据和所述高斯波形数据计算得到所述调制波形数据。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
所述控制上位机生成余弦波形数据和高斯波形数据步骤包括：
控制所述余弦波形数据和所述高斯波形数据中不进行补零。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
所述控制上位机根据所述余弦波形数据和所述高斯波形数据计算得到所述调制波形数据步骤包括：
将所述余弦波形数据作为载波信号，所述高斯波形数据作为基带信号；使用所述余弦波形数据和所述高斯波形数据进行调制计算得到所述调制波形数据。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
所述使用所述余弦波形数据和所述高斯波形数据进行调制步骤包括：
控制所述余弦波形数据和所述高斯波形数据的数据点数相同，所述余弦波形数据和所述高斯波形数据的数据在同一周期内按时间均分取点获得；
采用所述余弦波形数据和所述高斯波形数据逐点相乘的方式计算得到所述调制波形数据。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
所述使用所述余弦波形数据和所述高斯波形数据进行调制步骤包括：
控制所述余弦波形数据和所述高斯波形数据的数据点数相同且均为m；
采用所述余弦波形数据和所述高斯波形数据逐点相乘的方式计算得到所述调制波形数据为m。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
所述上位机设置所述任意波形发生器用于形成所需发送波形的波形数据组成参数步骤包括：
通过所述上位机设置所述任意波形发生器用于形成所需发送波形的波形数据组成参数；其中，所述波形数据组成参数用于描述所需发送波形的波形数据的组成方式。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
所述通过所述上位机设置所述任意波形发生器用于形成所需发送波形的波形数据组成参数步骤包括：
通过所述上位机在第一次发送波形前设置一次所述波形数据组成参数。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
所述上位机设置所述任意波形发生器用于形成所需发送波形的波形数据组成参数步骤包括：
设置所述波形数据组成参数包括波形数据总数据点数M、前置补零数据的数据点数m1、调整后的调制波形数据的数据点数m和后置补零数据的数据点数m2；其中，所述波形数据总数据点数M满足M=m1+m+m2。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
所述上位机设置所述任意波形发生器用于调整所述调制波形数据的波形数据调整参数步骤包括：
通过所述上位机设置所述任意波形发生器用于调整所述调制波形数据的波形数据调整参数；其中，所述波形数据调整参数用于描述对调制波形数据进行调整得到调整后的调制波形数据的方法。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
所述通过所述上位机设置所述任意波形发生器用于调整所述调制波形数据的波形数据调整参数步骤包括：
通过所述上位机在每次发送波形前均设置所述波形数据调整参数。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
所述通过所述上位机设置所述任意波形发生器用于调整所述调制波形数据的波形数据调整参数步骤包括：
通过所述上位机设置所述波形数据调整参数包括幅值缩放系数和偏置系数。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
所述任意波形发生器根据所述波形数据组成参数和所述波形数据调整参数对加载的所述调制波形数据进行处理得到所需发送波形的波形数据步骤包括：
根据所述波形数据组成参数对加载的所述调制波形数据进行数据点数调整，调整后的调制波形数据的数据点数与加载的调制波形数据的数据点数一致；
根据所述波形数据调整参数对加载的所述调制波形数据调整调制波形幅值或者偏置；
对调整后的调制波形数据进行前置补零和后置补零。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
所述任意波形发生器根据所述波形数据组成参数和所述波形数据调整参数对加载的所述调制波形数据进行处理得到所需发送波形的波形数据步骤包括：
在所述任意波形发生器中存储已加载的调制波形数据；
控制对加载的调制波形数据进行处理在所述任意波形发生器的现场可编程逻辑门阵列（FPGA）中进行。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
所述根据所述波形数据调整参数对加载的所述调制波形数据调整调制波形幅值或者偏置步骤包括：
使用幅值缩放系数调整加载的调制波形数据的幅值，得到改变幅值后的调制波形数据；
使用偏置系数调整改变幅值后的调制波形数据的偏置，得到改变幅值和偏置后的调制波形数据。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
所述对调整后的调制波形数据进行前置补零和后置补零步骤包括：
对改变幅值和偏置后的调制波形数据进行前置补零，得到前置补零后的波形数据；
对前置补零后的波形数据进行后置补零，得到所需发送波形的波形数据。
关于处理器执行计算机程序时实现步骤的具体限定可以参见上文中对于波形数据生成的方法的限定，在此不再赘述。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
上位机生成调制波形数据，并将其加载到任意波形发生器；
所述上位机设置所述任意波形发生器用于形成所需发送波形的波形数据组成参数；
所述上位机设置所述任意波形发生器用于调整所述调制波形数据的波形数据调整参数；
所述任意波形发生器根据所述波形数据组成参数和所述波形数据调整参数对加载的所述调制波形数据进行处理得到所需发送波形的波形数据。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
所述上位机生成调制波形数据步骤包括：
控制上位机生成余弦波形数据和高斯波形数据；
控制上位机根据所述余弦波形数据和所述高斯波形数据计算得到所述调制波形数据。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
所述控制上位机生成余弦波形数据和高斯波形数据步骤包括：
控制所述余弦波形数据和所述高斯波形数据中不进行补零。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
所述控制上位机根据所述余弦波形数据和所述高斯波形数据计算得到所述调制波形数据步骤包括：
将所述余弦波形数据作为载波信号，所述高斯波形数据作为基带信号；使用所述余弦波形数据和所述高斯波形数据进行调制计算得到所述调制波形数据。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
所述使用所述余弦波形数据和所述高斯波形数据进行调制步骤包括：
控制所述余弦波形数据和所述高斯波形数据的数据点数相同，所述余弦波形数据和所述高斯波形数据的数据在同一周期内按时间均分取点获得；
采用所述余弦波形数据和所述高斯波形数据逐点相乘的方式计算得到所述调制波形数据。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
所述使用所述余弦波形数据和所述高斯波形数据进行调制步骤包括：
控制所述余弦波形数据和所述高斯波形数据的数据点数相同且均为m；
采用所述余弦波形数据和所述高斯波形数据逐点相乘的方式计算得到所述调制波形数据为m。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
所述上位机设置所述任意波形发生器用于形成所需发送波形的波形数据组成参数步骤包括：
通过所述上位机设置所述任意波形发生器用于形成所需发送波形的波形数据组成参数；其中，所述波形数据组成参数用于描述所需发送波形的波形数据的组成方式。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
所述通过所述上位机设置所述任意波形发生器用于形成所需发送波形的波形数据组成参数步骤包括：
通过所述上位机在第一次发送波形前设置一次所述波形数据组成参数。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
所述上位机设置所述任意波形发生器用于形成所需发送波形的波形数据组成参数步骤包括：
设置所述波形数据组成参数包括波形数据总数据点数M、前置补零数据的数据点数m1、调整后的调制波形数据的数据点数m和后置补零数据的数据点数m2；其中，所述波形数据总数据点数M满足M=m1+m+m2。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
所述上位机设置所述任意波形发生器用于调整所述调制波形数据的波形数据调整参数步骤包括：
通过所述上位机设置所述任意波形发生器用于调整所述调制波形数据的波形数据调整参数；其中，所述波形数据调整参数用于描述对调制波形数据进行调整得到调整后的调制波形数据的方法。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
所述通过所述上位机设置所述任意波形发生器用于调整所述调制波形数据的波形数据调整参数步骤包括：
通过所述上位机在每次发送波形前均设置所述波形数据调整参数。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
所述通过所述上位机设置所述任意波形发生器用于调整所述调制波形数据的波形数据调整参数步骤包括：
通过所述上位机设置所述波形数据调整参数包括幅值缩放系数和偏置系数。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
所述任意波形发生器根据所述波形数据组成参数和所述波形数据调整参数对加载的所述调制波形数据进行处理得到所需发送波形的波形数据步骤包括：
根据所述波形数据组成参数对加载的所述调制波形数据进行数据点数调整，调整后的调制波形数据的数据点数与加载的调制波形数据的数据点数一致；
根据所述波形数据调整参数对加载的所述调制波形数据调整调制波形幅值或者偏置；
对调整后的调制波形数据进行前置补零和后置补零。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
所述任意波形发生器根据所述波形数据组成参数和所述波形数据调整参数对加载的所述调制波形数据进行处理得到所需发送波形的波形数据步骤包括：
在所述任意波形发生器中存储已加载的调制波形数据；
控制对加载的调制波形数据进行处理在所述任意波形发生器的现场可编程逻辑门阵列（FPGA）中进行。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
所述根据所述波形数据调整参数对加载的所述调制波形数据调整调制波形幅值或者偏置步骤包括：
使用幅值缩放系数调整加载的调制波形数据的幅值，得到改变幅值后的调制波形数据；
使用偏置系数调整改变幅值后的调制波形数据的偏置，得到改变幅值和偏置后的调制波形数据。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
所述对调整后的调制波形数据进行前置补零和后置补零步骤包括：
对改变幅值和偏置后的调制波形数据进行前置补零，得到前置补零后的波形数据；
对前置补零后的波形数据进行后置补零，得到所需发送波形的波形数据。
关于计算机程序被处理器执行时实现步骤的具体限定可以参见上文中对于波形数据生成的方法的限定，在此不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器（ROM）、可编程ROM（PROM）、电可编程ROM（EPROM）、电可擦除可编程ROM（EEPROM）或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器（RAM）或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM（SRAM）、动态RAM（DRAM）、同步DRAM（SDRAM）、双数据率SDRAM（DDRSDRAM）、增强型SDRAM（ESDRAM）、同步链路（Synchmink） DRAM（SmDRAM）、存储器总线（Rambus）直接RAM（RDRAM）、直接存储器总线动态RAM（DRDRAM）、以及存储器总线动态RAM（RDRAM）等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (15)
1.一种波形数据生成方法，其特征在于，所述方法包括：
上位机生成调制波形数据，所述调制波形数据包括余弦波形数据和高斯波形数据，控制所述余弦波形数据和所述高斯波形数据中不进行补零，并将所述调制波形数据加载到任意波形发生器；
所述上位机设置所述任意波形发生器用于形成所需发送波形的波形数据组成参数；
所述上位机设置所述任意波形发生器用于调整所述调制波形数据的波形数据调整参数；
所述任意波形发生器根据所述波形数据组成参数和所述波形数据调整参数对加载的所述调制波形数据进行处理得到所需发送波形的波形数据，其具体包括：根据所述波形数据组成参数对加载的所述调制波形数据进行数据点数调整，调整后的调制波形数据的数据点数与加载的调制波形数据的数据点数一致；根据所述波形数据调整参数对加载的所述调制波形数据调整调制波形幅值或者偏置；对调整后的调制波形数据进行前置补零和后置补零。
2.根据权利要求1所述的波形数据生成方法，其特征在于，所述上位机生成调制波形数据步骤包括：
控制上位机生成余弦波形数据和高斯波形数据；
控制上位机根据所述余弦波形数据和所述高斯波形数据计算得到所述调制波形数据。
3.根据权利要求2所述的波形数据生成方法，其特征在于，所述控制上位机根据所述余弦波形数据和所述高斯波形数据计算得到所述调制波形数据步骤包括：
将所述余弦波形数据作为载波信号，所述高斯波形数据作为基带信号；使用所述余弦波形数据和所述高斯波形数据进行调制计算得到所述调制波形数据。
4.根据权利要求2所述的波形数据生成方法，其特征在于，所述使用所述余弦波形数据和所述高斯波形数据进行调制步骤包括：
控制所述余弦波形数据和所述高斯波形数据的数据点数相同且均为m；
采用所述余弦波形数据和所述高斯波形数据逐点相乘的方式计算得到所述调制波形数据为m。
5.根据权利要求1所述的波形数据生成方法，其特征在于，所述上位机设置所述任意波形发生器用于形成所需发送波形的波形数据组成参数步骤包括：
通过所述上位机设置所述任意波形发生器用于形成所需发送波形的波形数据组成参数；其中，所述波形数据组成参数用于描述所需发送波形的波形数据的组成方式。
6.根据权利要求5所述的波形数据生成方法，其特征在于，所述通过所述上位机设置所述任意波形发生器用于形成所需发送波形的波形数据组成参数步骤包括：
通过所述上位机在第一次发送波形前设置一次所述波形数据组成参数。
7.根据权利要求5所述的波形数据生成方法，其特征在于，所述上位机设置所述任意波形发生器用于形成所需发送波形的波形数据组成参数步骤包括：
设置所述波形数据组成参数包括波形数据总数据点数M、前置补零数据的数据点数m1、调整后的调制波形数据的数据点数m和后置补零数据的数据点数m2；其中，所述波形数据总数据点数M满足M=m1+m+m2。
8.根据权利要求1所述的波形数据生成方法，其特征在于，所述上位机设置所述任意波形发生器用于调整所述调制波形数据的波形数据调整参数步骤包括：
通过所述上位机设置所述任意波形发生器用于调整所述调制波形数据的波形数据调整参数；其中，所述波形数据调整参数用于描述对调制波形数据进行调整得到调整后的调制波形数据的方法。
9.根据权利要求8所述的波形数据生成方法，其特征在于，所述通过所述上位机设置所述任意波形发生器用于调整所述调制波形数据的波形数据调整参数步骤包括：
通过所述上位机在每次发送波形前均设置所述波形数据调整参数。
10.根据权利要求8所述的波形数据生成方法，其特征在于，所述通过所述上位机设置所述任意波形发生器用于调整所述调制波形数据的波形数据调整参数步骤包括：
通过所述上位机设置所述波形数据调整参数包括幅值缩放系数和偏置系数。
11.根据权利要求1所述的波形数据生成方法，其特征在于，所述任意波形发生器根据所述波形数据组成参数和所述波形数据调整参数对加载的所述调制波形数据进行处理得到所需发送波形的波形数据步骤包括：
在所述任意波形发生器中存储已加载的调制波形数据；
控制对加载的调制波形数据进行处理在所述任意波形发生器的现场可编程逻辑门阵列中进行。
12.根据权利要求1所述的波形数据生成方法，其特征在于，所述根据所述波形数据调整参数对加载的所述调制波形数据调整调制波形幅值或者偏置步骤包括：
使用幅值缩放系数调整加载的调制波形数据的幅值，得到改变幅值后的调制波形数据；
使用偏置系数调整改变幅值后的调制波形数据的偏置，得到改变幅值和偏置后的调制波形数据。
13.根据权利要求12所述的波形数据生成方法，其特征在于，所述对调整后的调制波形数据进行前置补零和后置补零步骤包括：
对改变幅值和偏置后的调制波形数据进行前置补零，得到前置补零后的波形数据；
对前置补零后的波形数据进行后置补零，得到所需发送波形的波形数据。
14.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至13中任一项所述方法的步骤。
15.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至13中任一项所述的方法的步骤。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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