CN110730055B - 基于信号分析仪实现5g信号发射调制质量测量的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于信号分析仪实现5G信号发射调制质量测量的方法，包括以下步骤：触发抖动补偿，信号输入；根据输入参数，对接收到的信号进行傅里叶变换；采样抖动补偿；提取各信道的参考信号进行信道估计，并进行信道均衡操作；进行相位补偿；测量信号发射调制质量。采用了本发明的基于信号分析仪实现5G信号发射调制质量测量的方法，通过引入触发抖动补偿、采样抖动补偿以及相位补偿等多个模块降低传输带来的误差，大大提高了分析仪对信号发射调制质量测量的准确度。本发明针对于分析仪对5G信号的处理，在传统机制上添加触发抖动补偿、采样抖动补偿以及相位补偿等模块进而实现了分析仪测量信号发射调制质量准确度的提高。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及5G信号调制领域，具体是指一种基于信号分析仪实现5G信号发射调制质量测量的方法。
背景技术
在无线通信、卫星通信和雷达等领域都需要对数字基带、中频、射频矢量信号和调制信号进行分析，信号分析仪因此随之产生。
信号分析仪最主要目的是准确地测量出接收信号发射调制质量，这需要分析仪在接收到数据后对信号进行相应的补偿以消除额外引入的误差，一般情况下补偿模块只需要包含信道估计、信道均衡即可，但是对于5G信号则需要考虑更多。
由于5G信号采样率较高，在进行5G信号分析时有两种时间维度上的误差影响不可忽视：触发抖动和采样抖动。触发抖动主要起因是信号源产生的触发信号周期性准确度发生了偏差，触发抖动会导致分析仪所采集的数据发生整体性的随机偏移；采样抖动主要起因是分析仪本振在A/D采样环节发生抖动。触发抖动发生的概率低且引起的偏移量属于码片级别，而采样抖动恰恰相反，因此在对这两种抖动进行补偿时需要采用不用的方案。
由于5G信号的传输速率较高，分析仪所接收到的数据存在不同OFDM符号相位偏移量不一致的现象，而由5G帧结构可知PDSCH信道所对应的OFDM符号中并非都含有参考信号，因此信道均衡时域差值无法弥补不同OFDM符号相位偏移量的差异性，因此在5G信号处理过程中需要添加额外的相位补偿模块。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种满足准确度高、精确度高、误差小的基于信号分析仪实现5G信号发射调制质量测量的方法。
为了实现上述目的，本发明的基于信号分析仪实现5G信号发射调制质量测量的方法如下：
该基于信号分析仪实现5G信号发射调制质量测量的方法，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤：
(1)触发抖动补偿，信号输入；
(2)根据输入参数，对接收到的信号进行傅里叶变换；
(3)采样抖动补偿；
(4)提取各信道的参考信号进行信道估计，并进行信道均衡操作；
(5)进行相位补偿；
(6)测量信号发射调制质量。
较佳地，所述的步骤(1)具体包括以下步骤：
(1.1)输入参数，计算0号PSS时域位置的起始点；
(1.2)提取输入信号范围内的数据，并将提取的数据与本地时域数据进行滑动相关；
(1.3)判断相关值是否超过阈值，如果是，则继续步骤(1.4)；否则，输入信号与配置参数不匹配，不做任何补偿，退出步骤；
(1.4)计算相关值的峰值位置，并计算触发抖动量；
(1.5)判断触发抖动量是否为0，如果是，则不做任何补偿，退出步骤；否则，将触发抖动量下发至FPGA进行触发抖动补偿。
较佳地，所述的步骤(3)具体包括以下步骤：
(3.1)提取PSS频域数据，将PSS频域数据与本地码进行共轭相乘；
(3.2)将前后半段共轭相乘，计算采样时钟抖动量；
(3.3)进行采样时钟抖动补偿。
较佳地，所述的步骤(5)具体包括以下步骤：
(5.1)根据输入参数确定调至方式，计算参考点；
(5.2)判断均衡后的数据与参考点的欧式距离是否小于0.01，如果是，则将该均衡后的数据记为样本点；否则，不作处理，退出步骤；
(5.3)计算所有样本点的8次方，并求和；
(5.4)计算相位偏转量，并对均衡后的数据进行相位补偿。
较佳地，所述的步骤(1.2)中的输入信号范围为[position1－symbol_len/2，position1+symbol_len/2]，其中，position1为0号PSS时域位置的起始点，symbol_len为一个OFDM符号的长度。
较佳地，所述的步骤(1.4)中计算触发抖动量，具体为：
根据以下公式计算触发抖动量：
触发抖动量＝position2－position1；
其中，position1为0号PSS时域位置的起始点，position2为相关值的峰值位置。
采用了本发明的基于信号分析仪实现5G信号发射调制质量测量的方法，通过引入触发抖动补偿、采样抖动补偿以及相位补偿等多个模块降低传输带来的误差，大大提高了分析仪对信号发射调制质量测量的准确度。本发明针对于分析仪对5G信号的处理，在传统机制上添加触发抖动补偿、采样抖动补偿以及相位补偿等模块进而实现了分析仪测量信号发射调制质量准确度的提高。
附图说明
图1为本发明的基于信号分析仪实现5G信号发射调制质量测量的方法的流程图。
图2为本发明的基于信号分析仪实现5G信号发射调制质量测量的方法的触发抖动补偿的流程图。
图3为本发明的基于信号分析仪实现5G信号发射调制质量测量的方法的采样抖动补偿的流程图。
图4为本发明的基于信号分析仪实现5G信号发射调制质量测量的方法的进行相位补偿的流程图。
具体实施方式
为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。
本发明的该基于信号分析仪实现5G信号发射调制质量测量的方法，其中包括以下步骤：
(1)触发抖动补偿，信号输入；
(1.1)输入参数，计算0号PSS时域位置的起始点；
(1.2)提取输入信号范围内的数据，并将提取的数据与本地时域数据进行滑动相关；
(1.3)判断相关值是否超过阈值，如果是，则继续步骤(1.4)；否则，输入信号与
配置参数不匹配，不做任何补偿，退出步骤；
(1.4)计算相关值的峰值位置，并计算触发抖动量；
(1.5)判断触发抖动量是否为0，如果是，则不做任何补偿，退出步骤；否则，将触发抖动量下发至FPGA进行触发抖动补偿；
(2)根据输入参数，对接收到的信号进行傅里叶变换；
(3)采样抖动补偿；
(3.1)提取PSS频域数据，将PSS频域数据与本地码进行共轭相乘；
(3.2)将前后半段共轭相乘，计算采样时钟抖动量；
(3.3)进行采样时钟抖动补偿；
(4)提取各信道的参考信号进行信道估计，并进行信道均衡操作；
(5)进行相位补偿；
(5.1)根据输入参数确定调至方式，计算参考点；
(5.2)判断均衡后的数据与参考点的欧式距离是否小于0.01，如果是，则将该均衡
后的数据记为样本点；否则，不作处理，退出步骤；
(5.3)计算所有样本点的8次方，并求和；
(5.4)计算相位偏转量，并对均衡后的数据进行相位补偿；
(6)测量信号发射调制质量。
作为本发明的优选实施方式，所述的步骤(1.2)中的输入信号范围为[position1－symbol_len/2，position1+symbol_len/2]，其中，position1为0号PSS时域位置的起始点，symbol_len为一个OFDM符号的长度。
作为本发明的优选实施方式，所述的步骤(1.4)中计算触发抖动量，具体为：
根据以下公式计算触发抖动量：
触发抖动量＝position2－position1；
其中，position1为0号PSS时域位置的起始点，position2为相关值的峰值位置。
本发明的具体实施方式中，本发明在于提高分析仪测量5G信号发射调制质量的准确度。
本发明的基于信号分析仪实现5G信号发射调制质量测量的方法，其中，包括以下步骤：
步骤1、触发抖动补偿：
如图2所示，由输入参数可知0号PSS时域位置的起始点position1，提取输入信号[position1-symbol_len/2,position1+symbol_len/2]范围内的数据，其中symbol_len为一个OFDM符号的长度。将提取的数据与PSS本地时域数据进行滑动相关。将滑动相关的结果与阈值进行比较，如果相关值没有超过阈值则认为输入信号与配置参数不匹配，则不做任何的补偿；如果相关值有超过阈值的则计算相关值的峰值位置position2。计算触发抖动量position2-position1，如果position2-position1等于0则不做任何补偿；如果position2-position1不等于0则将触发抖动量下发给FPGA进行触发抖动补偿。
步骤2、根据输入参数，对接收到的信号进行FFT操作。
步骤3、采样抖动补偿，由傅里叶变换的性质可知，采样抖动使得FFT后的各个数据都发生了一定量的相位旋转，该相位旋转量与采样抖动量有直接的联系，因此通过计算某已知信号的相位旋转量即可估计出采样抖动量，进行可以实施采样抖动补偿。本发明是借助于PSS数据求得，如图3所示。
将FFT后的PSS频域数据与本地码进行共轭相乘可得到
其中ki表示子载波标号、Δf为子载波间隔、τ为采样抖动量、i＝1,2,3…127。然后将共轭相乘得到的结果再前后半段共轭相乘得到
对前后半段共轭相乘的结果求相位即可计算出采样抖动量。最后再利用估计出来的采样抖动量对FFT后的数据进行采样时钟抖动补偿即乘以
步骤4、提取各信道的参考信号进行信道估计、信道均衡操作。
步骤5、PDSCH相位补偿：
如图4所示，由输入参数可知PDSCH所采用的调制方式，求得该调制方式下满足八次方结果为常数的复值符号，将它们都记为参考点，例如256QAM调制方式下的
将均衡后的数据与各个参考点一一进行对比，如果均衡后的数据满足与某个参考点的欧式距离小于0.01则将该均衡后的数据记为样本点。计算所有样本点的八次方结果并求和可得到
其中
为相位旋转量；计算相位旋转量，并对均衡后的数据进行相位补偿。
步骤6、信号发射调制质量测量。
采用了本发明的基于信号分析仪实现5G信号发射调制质量测量的方法，通过引入触发抖动补偿、采样抖动补偿以及相位补偿等多个模块降低传输带来的误差，大大提高了分析仪对信号发射调制质量测量的准确度。本发明针对于分析仪对5G信号的处理，在传统机制上添加触发抖动补偿、采样抖动补偿以及相位补偿等模块进而实现了分析仪测量信号发射调制质量准确度的提高。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。
Claims (3)
1.一种基于信号分析仪实现5G信号发射调制质量测量的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：
(1)触发抖动补偿，信号输入；
(2)根据输入参数，对接收到的信号进行傅里叶变换；
(3)采样抖动补偿；
(4)提取各信道的参考信号进行信道估计，并进行信道均衡操作；
(5)进行相位补偿；
(6)测量信号发射调制质量；
所述的步骤(1)具体包括以下步骤：
(1.1)输入参数，计算0号PSS时域位置的起始点；
(1.2)提取输入信号范围内的数据，并将提取的数据与本地时域数据进行滑动相关；
(1.3)判断相关值是否超过阈值，如果是，则继续步骤(1.4)；否则，输入信号与配置参数不匹配，不做任何补偿，退出步骤；
(1.4)计算相关值的峰值位置，并计算触发抖动量；
(1.5)判断触发抖动量是否为0，如果是，则不做任何补偿，退出步骤；否则，将触发抖动量下发至FPGA进行触发抖动补偿；
所述的步骤(3)具体包括以下步骤：
(3.1)提取PSS频域数据，将PSS频域数据与本地码进行共轭相乘；
(3.2)将前后半段共轭相乘，计算采样时钟抖动量；
(3.3)进行采样时钟抖动补偿；
所述的步骤(5)具体包括以下步骤：
(5.1)根据输入参数确定调至方式，计算参考点；
(5.2)判断均衡后的数据与参考点的欧式距离是否小于0.01，如果是，则将该均衡后的数据记为样本点；否则，不作处理，退出步骤；
(5.3)计算所有样本点的8次方，并求和；
(5.4)计算相位偏转量，并对均衡后的数据进行相位补偿。
2.根据权利要求1所述的基于信号分析仪实现5G信号发射调制质量测量的方法，其特征在于，所述的步骤(1.2)中的输入信号范围为[position1－symbol_len/2，position1+symbol_len/2]，其中，position1为0号PSS时域位置的起始点，symbol_len为一个OFDM符号的长度。
3.根据权利要求1所述的基于信号分析仪实现5G信号发射调制质量测量的方法，其特征在于，所述的步骤(1.4)中计算触发抖动量，具体为：
根据以下公式计算触发抖动量：
触发抖动量＝position2－position1；
其中，position1为0号PSS时域位置的起始点，position2为相关值的峰值位置。
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