适用测试仪用单个分析器分析双数据流信号的方法及系统与流程

    技术2025-08-05  16


    本发明涉及一种测试仪分析器分析技术,尤其涉及一种适用测试仪用单个分析器分析双数据流信号的方法及系统。


    背景技术:

    1、在现代无线通信系统中,ofdm(orthogonal frequency division multiplexing,正交频分复用技术)与mimo(多入多出系统)技术的结合,极大的提升了系统的容量。其中ieee802.11n、802.11ac和802.11ax,都采用了这两项技术。测试仪是一种用来分析待测物(dut,device under test)矢量信号射频性能的设备,是一种精度很高的测试设备,可以分析dut的功率,频谱以及信号质量等关键指标。测试仪通用需满足802.11系列支持mimo的dut测量,要求是一次性测量多流信号的信号功率和信道质量。

    2、由于每流信号的数据流承载着不同的信息,因此测试仪需要多个vsa同时分析dut的每一流信号,且还要进行合并的综合处理。如图1所示,dut两个信号流从不同的射频天线发出来,然后每个流使用射频线缆连接到测试仪的矢量信号分析器(vsa)上。此种测试方法是业界常规使用的mimo测试方法,测试仪用两套同步的vsa,分别接收dut的多流信号,在测试仪内综合分析出各流信号的射频特征,然后综合起来完成解调译码工作等。

    3、要用测试仪测量按常规mimo测量多流信号的功率和性能,每一个信号流都需要一套射频单元,即用常规mimo模式需要多个分析器(vsa)才能测试mimo性能。额外的,这里对多个分析器之间还存在一些要求,就是多个vsa需要纳秒级的时间同步,且校准一致性和元器件特性一致性比较高。常规mimo不但需要多个vsa抬高了测试成本,而且vsa间高精度同步,校准一致性和元器件特性一致性也有新的技术挑战。


    技术实现思路

    1、为解决现有技术中的问题,本发明提供一种适用测试仪用单个分析器分析双数据流信号的方法及系统,只需要对单个分析器对一个数据流进行分析,降低了测试成本,规避了分析器间同步的技术要求,排除了分析器间校准一致性和元器件特性一致性的问题,从而有效提高待测物的测试效率。

    2、本发明适用测试仪用单个分析器分析双数据流信号的方法包括如下步骤:

    3、步骤一、二合一接收信道估计:接收复合信号的频域数据后,进行二合一复合信号的信道估计,获取复合信号中两个数据流的信道估计值,然后分别执行步骤二和步骤三;

    4、步骤二、计算各数据流功率:基于两个数据流的信道估计值及总功率,计算各个数据流的功率;

    5、步骤三、二合一接收均衡:一个发送帧内,选择两个连续的ofdm符号进行联合均衡,根据两个数据流的信道估计值及发端的信号值,获取各个发送信号的估计值;

    6、步骤四、信号解调:对均衡后的估计值进行解调,获取各数据流发送信号的估计值对应的真实位置值;

    7、步骤五、各数据流evm计算:根据真实位置值和发送信号的估计值,计算各数据流evm,其中,evm为误差向量幅度。

    8、本发明作进一步改进,发送信号为两个数据流,采用功分器合为一流,输出到分析器内,

    9、对于nsts=2的二发一收的mimo系统,信道矩阵表示为h=[h1,k,h2,k],在一个ofdm传输符号上,发送信号矩阵形式记为x=[x1,k,x2,k]t,接收信号合并后只有一流,记为y=[yk]t,噪声信号在接收端合并形式为n=[nk]t,k∈[1,…,nsd]为子载波序号,则接收信号表示为:

    10、

    11、其中,nsts为空时流数,i∈[1,2]为数据流的序列索引,nsd为子载波总数,h1,k为第一数据流第k子载波到接收端的信道,h2,k为第二数据流第k子载波流到接收端的信道,x1,k为第一数据流的发送信号,x2,k为第二数据流的发送信号,

    12、用yj,k表示接收端第j个训练符号的第k个子载波上接收到的频域数据,用hi,k表示第i流第k子载波到接收端的信道,用xi,j,k表示表示第i流第j个训练符号第k子载波训练序列,表示xi,j,k的复共轭,ni,k表示表示第i流第k子载波到接收端的噪声项,那么第k子载波上接收到的频域数据为

    13、

    14、本发明作进一步改进,步骤一中,空时编码时接收时训练序列忽略噪声后,两个数据流的频域数据为:

    15、y1,k=(-h1,k+h2,k)*1,1,k

    16、y2,k=(h1,k+h2,k)*1,2,k

    17、两个数据流的信道估计值分别为:

    18、

    19、本发明作进一步改进,步骤二中,接收复合信号的信号功率为pcomp,各数据流信号功率均对复合信号功率有贡献,各数据流信号功率记为pi,comp,i∈[1,2],那么各数据流信号功率的计算方式为:

    20、

    21、本发明作进一步改进,步骤三中,获取各个发送信号的额估计值的处理方式为:

    22、(1)选择两个连续的ofdm符号进行联合均衡,两个相邻的ofdm符号2m和2m+1,在发端是两流信号,用xi,k,2m表示i流子载波k符号2m的信号,xi,k,2m+1表示流i子载波k符号2m+1的信号,两个数据流两个相邻符号发端信号分别为:x1,k,2m,x1,k,2m+1,x2,k,2m,x2,k,2m+1,在二合一传输时发端各个信号关系如下:

    23、

    24、在忽略噪声影响下,两个相邻的ofdm符号2m和2m+1,收端接收符号分别为:

    25、

    26、(2)根据接收符号计算发送信号xi,k,n的估计值所述发端的估计值计算公式为:

    27、

    28、其中,nsym为ofdm符号总数,上标*为取复共轭。

    29、本发明作进一步改进,步骤四中,对均衡后结果逐个载波上的值进行qam解调,qam解调过程中获取的真实位置zi,k,n,所述真实位置zi,k,n也是实际的发送信号xi,k,n。

    30、本发明作进一步改进,各数据流evm的计算方式为:

    31、

    32、本发明还提供一种适用测试仪用单个分析器分析双数据流信号的系统,包括功分器和测试仪,所述功分器的输入端与待测物的输出端相连,用于接收待测物输出的两个数据流信号,所述功分器将待测物两个数据流合并为一个数据流,输出给测试仪,所述测试仪设有分析器,所述分析器采用所述的适用测试仪用单个分析器分析双数据流信号的方法,对接收的一路复合信号进行测试。

    33、本发明作进一步改进,所述分析器包括:

    34、二合一接收信道估计模块:用于接收复合信号的频域数据后,进行二合一复合信号的信道估计,获取复合信号中两个数据流的信道估计值;

    35、各数据流功率计算模块:用于基于两个数据流的信道估计值及总功率,计算各个数据流的功率;

    36、二合一接收均衡模块:用于对一个发送帧内,选择两个连续的ofdm符号进行联合均衡,根据两个数据流的信道估计值及发端的信号值,获取各个发送信号的估计值;

    37、信号解调模块:用于对均衡后的估计值进行解调,获取各数据流发送信号的估计值对应的真实位置值;

    38、各数据流evm计算模块:用于根据真实位置值和发送信号的估计值,计算各数据流evm。

    39、与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明通过功分器将两个数据流的信号合并为一个数据流,然后输入给测试仪的分析器,再通过本发明的分析方法,测试仪仅需要单个分析器,就能把dut两流信号各自的功率,evm(误差向量幅度)等性能分析出来。

    40、相比于常规mimo测试,本发明减小了分析器的数量,降低了测试成本,提升了dut性能测试效率,并且,单个分析器测试,还能够规避分析器间同步的技术要求,巧妙规避了分析器间需要校准一致性和元器件特性一致性的问题,节省了分析器间校准的步骤,进一步提高了测试效率,此外,通过对本发明测试数据的验证,本发明还能够保证dut信号功率及evm等关键指标测量的正确性。


    技术特征:

    1.一种适用测试仪用单个分析器分析双数据流信号的方法,其特征在于:包括如下步骤:

    2.根据权利要求1所述的适用测试仪用单个分析器分析双数据流信号的方法,其特征在于:发送信号为两个数据流,采用功分器合为一流,输出到分析器内,

    3.根据权利要求2所述的适用测试仪用单个分析器分析双数据流信号的方法,其特征在于:步骤一中,空时编码时接收时训练序列忽略噪声后,两个数据流的频域数据关系化简为:

    4.根据权利要求3所述的适用测试仪用单个分析器分析双数据流信号的方法,其特征在于:步骤二中,接收复合信号的信号功率为pcomp,各数据流信号功率均对复合信号功率有贡献,各数据流信号功率记为pi,comp,i∈[1,2],那么各数据流信号功率的计算方式为:

    5.根据权利要求3所述的适用测试仪用单个分析器分析双数据流信号的方法,其特征在于:步骤三中,获取各个发送信号的额估计值的处理方式为:

    6.根据权利要求4所述的适用测试仪用单个分析器分析双数据流信号的方法,其特征在于:步骤四中,对均衡后结果逐个载波上的值进行qam解调,qam解调过程中获取的真实位置zi,k,n,所述真实位置zi,k,n也是实际的发送信号xi,k,n。

    7.根据权利要求6所述的适用测试仪用单个分析器分析双数据流信号的方法,其特征在于:各数据流evm的计算方式为:

    8.一种适用测试仪用单个分析器分析双数据流信号的系统,其特征在于:包括功分器和测试仪,所述功分器的输入端与待测物的输出端相连,用于接收待测物输出的两个数据流信号,所述功分器将待测物两个数据流合并为一个数据流,输出给测试仪,所述测试仪设有分析器,所述分析器采用权利要求1-7任一项所述的适用测试仪用单个分析器分析双数据流信号的方法,对接收的一路复合信号进行测试。

    9.根据权利要求8所述的系统,其特征在于,所述分析器包括:


    技术总结
    本发明提供一种适用测试仪用单个分析器分析双数据流信号的方法及系统,属于测试仪分析器分析技术领域。本发明方法包括以下步骤:步骤一、二合一接收信道估计,获取复合信号中两个数据流的信道估计值;步骤二、计算各数据流功率:基于两个数据流的信道估计值及总功率,计算各个数据流的功率;步骤三、二合一接收均衡,获取各个发送信号的估计值;步骤四、信号解调:对均衡后的估计值进行解调,获取各数据流发送信号的估计值对应的真实位置值;步骤五、各数据流EVM计算。本发明还提供一种实现所述适用测试仪用单个分析器分析双数据流信号的方法的系统。本发明的有益效果为:减小了分析器的数量,降低了测试成本,提升了测试效率。

    技术研发人员:蒋芜
    受保护的技术使用者:深圳市极致汇仪科技有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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