專利名稱：一種用于td-scdma設(shè)備測試的矢量幅度誤差測量方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于TD-SCDMA設(shè)備測試的矢量幅度誤差的測量方法和 裝置，具體地，涉及采用信號(hào)本身來恢復(fù)參考信號(hào)實(shí)現(xiàn)矢量幅度誤差的測量， 本發(fā)明適用于TD-SCDMA設(shè)備的矢量幅度誤差測量。
二背景技術(shù)：
在TD-SCDMA系統(tǒng)中采用的是QPSK調(diào)制，它是一種非恒包絡(luò)調(diào)制，由 于其在幅度上也存在誤差，相位誤差和頻差己不足以反應(yīng)其調(diào)制精度，因此， 需要一種可以全面衡量信號(hào)幅度誤差和相位誤差的指標(biāo)。在星座圖上，誤差矢 量能清楚地反映信號(hào)的損傷程度，于是提出了誤差矢量幅度(EVM: error vector magnitude)參數(shù)。
實(shí)際的數(shù)字調(diào)制信號(hào)與理想信號(hào)在幅度、相位以及頻率上存在著一定差異， 這些差異在I/ Q平面上表現(xiàn)為測量信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)星座點(diǎn)在幅度和相位上的偏差。 EVM是對(duì)測量信號(hào)與參考信號(hào)的差值矢量進(jìn)行測量，被稱為誤差矢量。測量信 號(hào)與參考信號(hào)都需要經(jīng)過一個(gè)滾降系數(shù)為0.22的帶寬與碼片速率相應(yīng)的根升余 弦濾波器，再進(jìn)一步選擇頻率、絕對(duì)相位、絕對(duì)幅度和chip時(shí)鐘以減小誤差矢
EVM定義為誤差矢量功率與參考信號(hào)矢量功率的均方比，以百分?jǐn)?shù)形式表 示，測試的時(shí)間為一個(gè)時(shí)隙。
EVM是測量信號(hào)與參考信號(hào)之間的偏差，因此如何恢復(fù)參考信號(hào)是EVM測試 的關(guān)鍵問題。傳統(tǒng)的恢復(fù)參考信號(hào)的方法是首先將接收信號(hào)進(jìn)行解擾、解擴(kuò)和相位判決得到比特級(jí)的參考信號(hào)，在通過QPSK調(diào)制、擴(kuò)頻、加擾并加入中 間碼，濾波得到參考信號(hào)。然后將測量矢量與參考矢量相減得到誤差矢量，再 根據(jù)EVM計(jì)算公式計(jì)算發(fā)射機(jī)的EVM指標(biāo)值。此算法實(shí)現(xiàn)過程很繁雜，計(jì)算耗 時(shí)長。另外，由于參考信號(hào)是在接收信號(hào)的基礎(chǔ)上恢復(fù)的，因此無法識(shí)別接收 信號(hào)的誤碼情況，當(dāng)傳輸誤碼率提高時(shí)，該算法將產(chǎn)生較大的測量誤差。
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一方面，本發(fā)明提供了一種移動(dòng)通信信號(hào)矢量幅度誤差的測
量方法，包括步驟通過接收裝置接收信號(hào)，對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行濾波并將其正 交解調(diào)成I、 Q兩路信號(hào)，確定所接收的I、 Q信號(hào)的中間碼位置；根據(jù)所確定 的中間碼位置，提取用戶數(shù)據(jù)；根據(jù)每個(gè)碼片上不同的采樣時(shí)刻將用戶數(shù)據(jù)進(jìn) 行分組，取中間兩個(gè)分組來分別計(jì)算EVM值，最后取較小的那個(gè)值作為最后的
計(jì)算結(jié)果。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，本發(fā)明提供了一種移動(dòng)通信信號(hào)矢量幅度誤差測 量的方法，首先根據(jù)前面計(jì)算得到的頻率誤差值，對(duì)信號(hào)的相位進(jìn)行校正，以
消除由于頻率誤差而產(chǎn)生的相位誤差分量。頻率誤差為A/，碼片周期為。將數(shù) 據(jù)對(duì)應(yīng)項(xiàng)乘以exP(—聲^A/)("1，2，…，848)，即消除了由頻率誤差導(dǎo)致的相位誤差
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，本發(fā)明提供了一種移動(dòng)通信信號(hào)矢量幅度誤差測 量的方法，對(duì)信號(hào)的相位進(jìn)行了頻率修正后，再進(jìn)行初始相位的修正。求初始 相位的方法是根據(jù)以下公式
<formula>formula see original document page 5</formula>
得到一組新的相位值，計(jì)算這組數(shù)據(jù)的平均值，就得到信號(hào)的初始相位值 △6,將數(shù)據(jù)乘以exP(力'A^，就完成了數(shù)據(jù)的初始相位校正。
根據(jù)本發(fā)明第四方面，本發(fā)明提供了一種移動(dòng)通信信號(hào)矢量幅度誤差測量的 方法，在對(duì)信號(hào)進(jìn)行了頻率誤差和初始相位誤差校正以后，恢復(fù)參考信號(hào)。首先對(duì)信號(hào)的幅度進(jìn)行歸一化處理，然后根據(jù)幅度值的大小將數(shù)據(jù)分為三組，分
割的幅值臨界點(diǎn)為0， 0.4， 0.8。然后在各個(gè)分組中對(duì)信號(hào)進(jìn)行相位校正，使各
區(qū)域的點(diǎn)都集中到區(qū)間、8'8,中。在每組數(shù)據(jù)中求各矢量在實(shí)軸上的投影并求
其均值，就得到各分組內(nèi)使誤差矢量幅度最小的模值，作為參考信號(hào)的模。再 由原各點(diǎn)所在的區(qū)間判斷對(duì)應(yīng)的參考點(diǎn)所在的位置，再將前面計(jì)算的參考信號(hào) 的模值映射到各相位，就得到參考信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明第五個(gè)方面，本發(fā)明還^f共了一種用于TD-SCDMA設(shè)備測試的矢量幅 度誤差的測量裝置，包括接收裝置用于接收移動(dòng)通信信號(hào)并對(duì)接收的信號(hào) 進(jìn)行濾波且正交解調(diào)成I、 Q兩路信號(hào)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波處理；頻率誤差獲取裝 置，計(jì)算信號(hào)的頻率誤差；去除頻率偏差裝置；糾正初始相位裝置；恢復(fù)參考
信
號(hào)裝置。并根據(jù)公式:
層(間)馬Z -i )
五Of =-^ =-、1 ,, ,、1、1000/0
i MS 及MS i '
計(jì)算EVM值，最后在兩個(gè)EVM值中取一個(gè)較小值作為測量結(jié)果。經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)驗(yàn) 證，只有中間兩組數(shù)據(jù)對(duì)于EVM的計(jì)算是接近真實(shí)值的，但是究竟哪一組更準(zhǔn) 確，在這兩組之間不確定，于是兩組數(shù)據(jù)都進(jìn)行計(jì)算，取較小的那個(gè)值。這樣 既保證了測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，又降低了實(shí)現(xiàn)的計(jì)算量。因?yàn)槿绻拷M都計(jì)算的 話，那計(jì)算量是非常大的。
由于本發(fā)明不需要解調(diào)調(diào)制恢復(fù)參考信號(hào)的過程，所以對(duì)于TD-SCDMA測試 系統(tǒng)而言，本發(fā)明提高了測試效率。同時(shí)該發(fā)明對(duì)于單雙碼道的信號(hào)是通用的。
本發(fā)明主要用于測試TD-SCDMA設(shè)備矢量幅度誤差，適用于TD-SCDMA設(shè)備 的設(shè)計(jì)和開發(fā)、制造、服務(wù)和維修過程中的性能指標(biāo)測試。 四

圖1是TD-SCDMA業(yè)務(wù)時(shí)隙突發(fā)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例采用本算法實(shí)現(xiàn)矢量幅度誤差測量的方法 流程圖。
圖3是本發(fā)明實(shí)施例中進(jìn)行相關(guān)計(jì)算的信號(hào)流示意圖和原理圖。圖4是計(jì)算頻率誤差的過程。 五具體實(shí)施例方式
為了便于本領(lǐng)域一般技術(shù)人員理解與實(shí)施本發(fā)明，下面參照附圖通過優(yōu)選 實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
首先，參照?qǐng)D2，圖2是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例采用直接恢復(fù)參考信號(hào)
的方法計(jì)算矢量幅度誤差的流程圖。主要包括如下步驟
在步驟1中，通過接收裝置接收信號(hào)，對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行濾波并將其正交
解調(diào)成I、 Q兩路信號(hào)，參照?qǐng)D3，對(duì)I、 Q兩路信號(hào)進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，得到相關(guān)峰 值，根據(jù)相關(guān)峰值，確定所接收的I、 Q信號(hào)的中間碼位置；
在步驟中2，根據(jù)所確定的中間碼位置，將I、 Q信號(hào)解調(diào)成用戶數(shù)據(jù)。再 經(jīng)過RRC濾波器對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波處理，然后計(jì)算信號(hào)的頻率誤差。計(jì)算頻率誤 差的過程參照?qǐng)D4，首先對(duì)信號(hào)進(jìn)行硬件相位校正，然后恢復(fù)參考信號(hào)，最后 將測量信號(hào)與參考信號(hào)對(duì)應(yīng)點(diǎn)的相位做差，并將所有的相位差值都轉(zhuǎn)化到合理 區(qū)間，再對(duì)時(shí)間做擬合運(yùn)算，得到頻率誤差的值。
在步驟3中，由上一步計(jì)算出來的頻率誤差值對(duì)信號(hào)做去除頻偏處理，再 進(jìn)行初始相位校正，之后恢復(fù)參考信號(hào)，然后將測量信號(hào)與參考信號(hào)聯(lián)合起來 計(jì)算EVM值。
以下將更詳細(xì)地描述各個(gè)步驟的實(shí)現(xiàn)方法。在TD-SCDMA設(shè)備通過接收 機(jī)(接收裝置)接收信號(hào)后，接收機(jī)可通過根升余弦滾降濾波器對(duì)接收的突發(fā) 時(shí)隙信號(hào)濾波，然后將濾波后的信號(hào)正交解調(diào)成I、 Q兩路信號(hào)，這里，根升余 弦滾降濾波器優(yōu)選以下參數(shù)滾降系數(shù)a二0.22，濾波器帶寬4.28MHz。
接下來，進(jìn)行中間碼相關(guān)信道估計(jì)。具體地，其包括以下步驟1)相關(guān)計(jì) 算裝置利用中間碼序列Mi對(duì)I、 Q兩路信號(hào)進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，找到最大的中間碼相關(guān)峰值并確定匹配的中間碼序列M,.; 2)根據(jù)該最大相關(guān)峰的時(shí)間位置信息j，
確定所接收信號(hào)(1、 Q兩路信號(hào))突發(fā)時(shí)隙的中間碼時(shí)間起點(diǎn)位置信息k; 3) 根據(jù)突發(fā)時(shí)隙中間碼的時(shí)間位置信息，依據(jù)TD-SCDMA業(yè)務(wù)突發(fā)時(shí)隙結(jié)構(gòu)，確定 該突發(fā)時(shí)隙數(shù)據(jù)區(qū)起止時(shí)間位置信息。為了更詳盡地描述該過程，以下通過下 面的表達(dá)式來進(jìn)行說明。
2C氣,M"込 (1) Co"—=賺(l /Co I +1 GCo I)
式中/ 、 a為接收的I、 Q信號(hào)序列中第n段數(shù)據(jù)序列(即從第n個(gè)碼片開 始的，長度為中間碼長度144個(gè)碼片的I、 Q信號(hào)序列)；
Mm為Mi中的i取m時(shí)的中間碼序列；
/Co^"為用編號(hào)為m的中間碼序列Mm對(duì)I路信號(hào)第n段數(shù)據(jù)序列進(jìn)行相關(guān)
計(jì)算(相關(guān)計(jì)算是指將對(duì)應(yīng)位置的I路信號(hào)第n段數(shù)據(jù)序列與中間碼序列Mm 分別相乘，即/Coat卿二 (Mn'。*In, 。， ......， M , 143*L, 143);
e。^"為用編號(hào)為m的中間碼序列NU對(duì)Q路信號(hào)第n段數(shù)據(jù)序列同樣進(jìn)行 相關(guān)計(jì)算(即20> = (Mn. 。*Qn,。，……，M , 143*Qn, 143);
Cw^&為最大相關(guān)峰值，其對(duì)應(yīng)的j、 k值分別為與I、 Q信號(hào)匹配的中間碼
序列編號(hào)和匹配的中間碼序列在采集的突發(fā)時(shí)隙中的起點(diǎn)時(shí)間點(diǎn)，根據(jù)這個(gè)起 點(diǎn)可以提取一個(gè)時(shí)隙的信號(hào)。對(duì)信號(hào)進(jìn)行分組，由于每組信號(hào)都有自身的過采樣率，在每個(gè)碼片上根據(jù)
不同的采樣時(shí)刻對(duì)信號(hào)進(jìn)行分組， 一共可分成s組(s為信號(hào)的過采樣率)。
根據(jù)信號(hào)的過采樣率，每個(gè)碼片上取中間一個(gè)點(diǎn)，這樣抽取出一個(gè)時(shí)隙的
數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)為848，對(duì)這組信號(hào)進(jìn)行硬件相位校正，去除初始相位的影響，并將所
有的矢量都轉(zhuǎn)化到區(qū)間(-H)內(nèi)。求這組矢量的模在坐標(biāo)抽上投影的均值，作
8 8
為參考信號(hào)的模，然后判決每個(gè)點(diǎn)原來所在的角度區(qū)間，將參考信號(hào)的模向?qū)?br> 應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)相位角(^,"-4，-3,-2,-1,0,1,2,3,4)進(jìn)行映射，就得到參考信號(hào)。將測量 4
信號(hào)與參考信號(hào)對(duì)應(yīng)的相位角作差，并將所有的差值轉(zhuǎn)化到(-H)之間，將相
位差對(duì)時(shí)間做擬合運(yùn)算，就可以計(jì)算信號(hào)的頻率誤差。
計(jì)算EVM:取中間的兩個(gè)分組數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，最后結(jié)果取較小值。每組數(shù) 據(jù)經(jīng)過下列處理過程根據(jù)前面一步計(jì)算的頻率誤差對(duì)信號(hào)進(jìn)行去除頻偏的影 響，具體的就是將數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)項(xiàng)乘以exP(—^^2^/)" = 1，2，一，848)，頻率誤差為A/， 碼片周期為"即消除了由頻率誤差導(dǎo)致的相位誤差分量。然后根據(jù)以下公式
<formula>formula see original document page 9</formula>
得到一組新的相位值，計(jì)算這組數(shù)據(jù)的平均值，就得到信號(hào)的初始相位值 A 將數(shù)據(jù)乘以exP。'A，就完成了數(shù)據(jù)的初始相位校正?；謴?fù)參考信號(hào)根
據(jù)信號(hào)自身的特征恢復(fù)參考信號(hào)，具體方法見前面講述的本發(fā)明的第五個(gè)方面。 最后根據(jù)公式
<formula>formula see original document page 9</formula>
計(jì)算EVM。其中￡為誤差矢量，Z'為修正后的測量信號(hào)，i '為修正后的參考 信號(hào)。本發(fā)明還提供一種移動(dòng)通信信號(hào)矢量幅度誤差的測量裝置，包括 接收裝置用于接收移動(dòng)通信信號(hào)并對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行濾波且正交解調(diào)成I、
Q兩路信號(hào)；
相關(guān)計(jì)算裝置，其利用中間碼序列Mi對(duì)接收信號(hào)的中間碼進(jìn)行相關(guān)計(jì)算， 得到相關(guān)峰值，從而得到突發(fā)時(shí)隙的數(shù)據(jù)位置信息；
頻率誤差計(jì)算裝置，從測量信號(hào)中恢復(fù)參考信號(hào)，將測量信號(hào)與參考信號(hào)對(duì) 應(yīng)點(diǎn)的相位做差，并對(duì)差值進(jìn)行修正，具體修正方法見前面所述。然后經(jīng)過擬 合運(yùn)算得到信號(hào)的頻率誤差。
去頻偏裝置將每組數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)項(xiàng)乘以exP(—^^2^力"=1，2，'"，848)，消除了
頻率誤差對(duì)信號(hào)相位誤差的影響。
相位校正裝置求出信號(hào)的初始相位并對(duì)信號(hào)進(jìn)行校正。
參考信號(hào)恢復(fù)裝置對(duì)信號(hào)的幅度進(jìn)行規(guī)一化處理，根據(jù)信號(hào)的幅度將信號(hào) 進(jìn)行分區(qū)域聚類處理，求出各類在坐標(biāo)軸上投影的均值，作為參考信號(hào)的模，
經(jīng)過角度映射，得到參考信號(hào)。
以上具體說明本發(fā)明的各種實(shí)施例，但是本發(fā)明并不限于上述具體實(shí)施方 式，在不脫離本發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)，可以做出各種變形。
權(quán)利要求
1、一種用于TD-SCDMA設(shè)備測試的矢量幅度誤差測量方法，包括步驟(1)通過接收裝置接收信號(hào)，通過中間碼定位提取出一個(gè)時(shí)隙的信號(hào)；(2)將提取的數(shù)據(jù)經(jīng)過RRC濾波后，提取出有用數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)分成L組；(3)利用中間兩組數(shù)據(jù)分別計(jì)算誤差矢量幅度EVM，計(jì)算過程如下列步驟描述a)修正由于頻率誤差造成的相位誤差，計(jì)算方法為將原數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)項(xiàng)乘以exp(-jktc2πΔf)(k＝1，2，…，848)，即得到?jīng)]有頻率偏差的數(shù)據(jù)；b)去除初始相位噪聲的影響；c)恢復(fù)參考信號(hào)；d)計(jì)算EVM。
2、 ；f^fe利要求1自的測量方法，其特征在于利用信號(hào)自身的信息來恢復(fù)參考信號(hào)， 而不是通過解調(diào)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)判決，再由判決比特?cái)?shù)據(jù)重新調(diào)制得到參考信號(hào)，以提高恢復(fù)參 考信號(hào)的速度。
3、 m權(quán)利要求2 m的測量方法，其特征在于由測量信號(hào)與參考信號(hào)的相位差來計(jì)算頻率誤差，并且要對(duì)相位差進(jìn)行相應(yīng)的處理，處理方式是將相鄰點(diǎn)的相位偏差全部調(diào)整到與它 距離最近的標(biāo)準(zhǔn)魚的差值，再利用這組差值對(duì)時(shí)間做擬合運(yùn)算得到頻率誤差。
4、 旨權(quán)利要求3自的測量方法，其特征在于在恢復(fù)參考信號(hào)的時(shí)候，對(duì)模值分為3 個(gè)區(qū)間處理，映射的角度為8個(gè)方向，以使得該算法對(duì)于單碼道和雙碼道的信號(hào)都適用。
5、 一種用于TD-SCDMA設(shè)備終端測試的矢量幅度誤差的測量裝置，包括 接收裝置，用于接收移動(dòng)通信信號(hào)并對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行濾波且正交解調(diào)成I、 Q兩路信號(hào)；相關(guān)計(jì)算裝置，其利用中間碼序列Mj對(duì)接收信號(hào)的印間碼進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，得到相關(guān)峰值, 從而得到突發(fā)時(shí)隙的數(shù)據(jù)位置信息；頻率誤差計(jì)算裝置，其從測量信號(hào)中恢復(fù)參考信號(hào)，將測量信號(hào)與參考信號(hào)對(duì)應(yīng)點(diǎn)的相位 做差，并對(duì)差值進(jìn)行修正，具體修正方法見前面所述(見步驟l (a))，然后經(jīng)過擬合運(yùn)算得到 信號(hào)的頻率誤差；去頻偏裝置，其將每組數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)項(xiàng)乘以exPG7^^2^Ay)^-H…'848),消除了頻率 誤差對(duì)信號(hào)相位誤差的影響；相位校正裝置，其用于求出信號(hào)的初始相位并對(duì)信號(hào)進(jìn)行校正；參考信號(hào)恢復(fù)裝置，其用于對(duì)信號(hào)的幅度進(jìn)行歸一化處理，根據(jù)信號(hào)的幅度將信號(hào)進(jìn)行分 區(qū)域聚類處理，求出各類在坐標(biāo)軸上投影的均值，作為參考信號(hào)的模，經(jīng)過角度映射，得到參 考信號(hào)。
6、 權(quán)利要求5皿的測量裝置，其特征在于對(duì)信號(hào)進(jìn)行分組，取中間兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行 計(jì)算，取較小的那個(gè)值。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于TD-SCDMA設(shè)備測試的矢量幅度誤差測量方法和裝置，其中接收裝置對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行濾波且將數(shù)據(jù)分成24組，取中間兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算過程如下利用去頻偏裝置去掉信號(hào)中由于頻率偏差產(chǎn)生的相位誤差，相位校正裝置對(duì)信號(hào)的相位進(jìn)行校正，糾正初始相位誤差。然后將信號(hào)的模值進(jìn)行歸一化處理，得到歸一化的測量信號(hào)Z。再根據(jù)信號(hào)模值的大小分成三類進(jìn)行計(jì)算，分別計(jì)算他們?cè)谧鴺?biāo)軸上投影的均值，將這個(gè)均值作為理想信號(hào)的模值，然后通過相位映射，得到參考信號(hào)R。再根據(jù)如圖公式計(jì)算EVM的值。最后取兩個(gè)計(jì)算結(jié)果中數(shù)值較小的那個(gè)作為信號(hào)的EVM值。
文檔編號(hào)H04B17/00GK101534159SQ20081024632
公開日2009年9月16日 申請(qǐng)日期2008年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月30日
發(fā)明者張家平, 朱雙燕, 朱富利, 海 王 申請(qǐng)人:湖北眾友科技實(shí)業(yè)股份有限公司