專利名稱：一種衛(wèi)星移動通信終端矢量幅度誤差測量裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種衛(wèi)星移動通信終端矢量幅度誤差測量裝置及方法，用于衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)中測量終端信號的矢量幅度誤差。
背景技術(shù)：
類似于現(xiàn)行通用的2G通信GSM移動通信系統(tǒng)，GMR(GEO-MobiIe Radio，地球同步軌道移動通信)系統(tǒng)同樣應用于移動通信。GMR系統(tǒng)與GSM系統(tǒng)的區(qū)別在于，后者是應用于地面移動通信，所有基站終端及核心網(wǎng)設施都位于地面，而前者應用于衛(wèi)星移動通信，信號需要通過衛(wèi)星信道傳輸。
在GMR系統(tǒng)中，不同的信道采用不同的調(diào)制方式，對于主要的業(yè)務信道(TCH3/6/9)和廣播控制信道(BCCH)，一般控制信道(CCCH)，GMR系統(tǒng)采用n/4-CQPSK調(diào)制方式；對于快隨路信道(FACCH3)和專用控制信道(SDCCH)，GMR系統(tǒng)采用/4-CBPSK調(diào)制方式；對于DKAB信號，采用/4-DBPSK調(diào)制方式；對于BACH (基本告警信道)信道則采用6PSK調(diào)制。這些調(diào)制方式均為相位調(diào)制方式，在幅度和相位上存在誤差，因此需要一種可以全面衡量信號幅度誤差和相位誤差的指標，在星座圖上，誤差矢量能夠清楚的反應信號的誤差程度，因此需要利用矢量幅度誤差(EVM:Error Vector Magnitude)參數(shù)。EVM參數(shù)定義為誤差信號功率與參考信號功率的均方比，以百分數(shù)形式表示。EVM參數(shù)是測量信號與參考信號之間的偏差，傳統(tǒng)的方法中，采用算法恢復參考信號首先將接收信號進行解擾、解擴和相位判決得到比特級的參考信號，再通過調(diào)制、擴頻、加擾、加入中間碼，濾波得到參考矢量，然后度量參考矢量與測量矢量之間的誤差矢量，再根據(jù)EVM計算公式計算EVM指標值。這種方式的計算方式復雜，且參考信號是在接收信號基礎上確定的，當誤碼率高時，則無法判斷計算結(jié)果是否準確。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種準確性高的衛(wèi)星移動通信終端矢量幅度誤差測量裝置及方法，能夠適用于GMR衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)。一種衛(wèi)星移動通信終端矢量幅度誤差測量裝置，用于測量衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)中終端信號的矢量幅度誤差(EVM)參數(shù)，其特征在于所述測量裝置包括輸入模塊，輸出模塊，控制模塊，EVM計算模塊，衛(wèi)星移動通信協(xié)議模擬終端模塊，衛(wèi)星移動通信協(xié)議模擬基站模塊，雙工模塊，射頻處理模塊及接口模塊；輸入模塊與控制模塊相連，控制模塊完成對EVM計算模塊，衛(wèi)星移動通信協(xié)議模擬終端模塊，衛(wèi)星移動通信協(xié)議模擬基站模塊，及輸出模塊的控制；EVM計算模塊產(chǎn)生參考矢量并發(fā)送至所述模擬終端模塊，接收所述模擬終端模塊發(fā)送的第一參考信號和第二參考信號；利用第一參考信號和第二參考信號計算矢量幅度誤差;衛(wèi)星移動通信協(xié)議模擬終端模塊對接收到的參考矢量進行編碼，調(diào)制，星座映射生成第一參考信號，將該第一參考信號發(fā)送至EVM計算模塊；將第一參考信號進行濾波后發(fā)送至衛(wèi)星移動通信協(xié)議模擬基站模塊；接收所述模擬基站模塊回傳的參考信號，對回傳的參考信號進行濾波后獲得所述第二參考信號，將所述第二參考信發(fā)送至EVM計算模塊；衛(wèi)星移動通信協(xié)議模擬基站模塊與衛(wèi)星移動通信協(xié)議模擬終端模塊進行通信；并控制待測終端回傳參考信號；雙工模塊一端與衛(wèi)星移動通信協(xié)議模擬基站模塊，另一端與射頻處理模塊相連，完成對發(fā)送和接收的雙向處理；射頻處理模塊完成對信號進行上下變頻處理；接口模塊為射頻接口，其一端與待測終端通過射頻傳輸線相連，另一端與所述射頻處理模塊相連。利用上述裝置進行矢量幅度誤差測量的方法首先通過輸入模塊輸入對測量的要求，包括信道類型，工作中心頻率；在控制模塊的控制下，由EVM計算模塊產(chǎn)生參考矢量并發(fā)往所述模擬終端模塊；所述模擬終端模塊對接收到的參考矢量進行編碼，調(diào)制，星座映射生成第一參考信號，將該第一參考信號發(fā)送至EVM計算模塊；將第一參考信號進行濾波后發(fā)送至所述模擬基站|吳塊；所述模擬基站模塊將接收的濾波后的第一參考信號發(fā)送至雙工模塊，經(jīng)過雙工模塊到達射頻處理模塊；并通過射頻處理模塊進行上變頻，通過接口模塊發(fā)送給待測終端；待測終端對接收到的信號進行處理還原為參考矢量后，然后對該參考矢量進行處理得到回傳的參考信號；該回傳的參考信號通過射頻傳輸線到達接口模塊，通過接口模塊送入射頻處理模塊進行下變頻處理得到基帶參考信號，基帶參考信號通過所述模擬基站模塊發(fā)送至所述模擬終端模塊；通過所述模擬終端模塊對基帶參考信號進行濾波后得到第二參考信號，所述模擬終端模塊將該第二參考信號發(fā)送給EVM計算模塊；EVM計算模塊利用第一參考信號和第二參考信號計算矢量幅度誤差。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具體如下優(yōu)點(I)本發(fā)明通過已知的前向參考信號，直接與待測終端回傳的參考信號一起進行計算，擺脫以往參考矢量需要進行計算的方法，減小了計算誤差，提高了矢量幅度誤差測量準確性。(2)本發(fā)明的矢量誤差測量裝置中集成簡易基站和簡易終端，僅用于滿足最基本的功能的模擬，并具備計算矢量幅度誤差的能力。本發(fā)明通過對移動通信信道的模擬，計算與實際通信過程相似的矢量幅度誤差，滿足衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)測試需求，適用于GMR衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)，對實際工程應用有重要意義。(3)本發(fā)明從根本上改變了測量矢量幅度誤差的方法。相比于以往依靠更新恢復參考矢量的方法來提高測量精確度的方法，本裝置預先設置參考矢量，有效防止恢復算法本身對參考矢量的影響。


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圖I為所發(fā)明測量裝置組成示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明進行詳細說明。如圖I所示，本發(fā)明的衛(wèi)星移動通信終端矢量幅度誤差測量裝置包括如下模塊衛(wèi)星移動通信協(xié)議模 擬基站模塊為了測量實際通信中衛(wèi)星移動通信終端的EVM參數(shù)，需要對實際通話過程進行模擬，模擬基站模塊滿足基本的通信需求，具備話音通信功能和基本控制功能，能夠滿足兩個終端的互相通信要求，但不具備多終端的接入功能。模擬基站模塊的發(fā)送接收信道單一，僅為適應兩終端的通信需求。模擬基站模塊還具備通過控制信令通知待測終端回傳指定的信號的功能。衛(wèi)星移動通信協(xié)議模擬終端模塊為了測量實際通信中的衛(wèi)星移動通信終端的EVM參數(shù)，需要輔助的終端功能模塊，該模擬終端模塊用于模擬與待測終端處于同一點波束中的另一終端，向模擬基站發(fā)出通信請求，發(fā)出EVM計算模塊給出的已知信號，以用于與待測終端的回傳信號作比較。模擬終端模塊具有突發(fā)捕獲，信號解調(diào)解碼，調(diào)制編碼，及濾波的功能。收發(fā)雙工模塊模擬基站與待測終端通信時，需要在模擬基站與該待測終端通信時同時具備收發(fā)功能，通過收發(fā)雙工模塊對信號進行收發(fā)分路處理，一路信號是通過模擬基站模塊發(fā)給待測終端的信號，另一路信號是待測終端的回傳信號。射頻處理模塊用于對射頻信號進行上下變頻處理，接收信號時將射頻信號調(diào)整為基帶信號，發(fā)送信號時將基帶信號調(diào)制到射頻信號。接口模塊由于待測終端與本發(fā)明測量裝置之間的通信不需要通過天線傳播，從而避免了天線收發(fā)性能對EVM的影響，而是通過射頻接口模塊及射頻傳輸線直接傳輸信號。射頻處理模塊輸出的射頻信號通過接口模塊發(fā)送到射頻傳輸線上，然后通過射頻傳輸線傳輸?shù)酱郎y終端。EVM計算模塊向衛(wèi)星移動通信協(xié)議模擬終端模塊給出測試矢量。矢量幅度誤差的測試原理為，將接收參考信號Z，與已知發(fā)送參考信號R對比，計算誤差E = Z-R,再按照EVM的計算公式
i MS(|￡|) RMS(\Z-R\) 1AA0/EVM =---- =---X100%
RMS(\ R I) RMSQ R |)計算出EVM值。在本裝置測試過程中，每次只發(fā)送一幀數(shù)據(jù)并接收一幀數(shù)據(jù)。輸入模塊完成對控制數(shù)據(jù)的輸入，包括信道類型，工作中心頻率等；輸出模塊完成對測試數(shù)據(jù)和當前操作的顯示功能；控制模塊完成對EVM計算模塊，衛(wèi)星移動通信協(xié)議模擬終端模塊，衛(wèi)星移動通信協(xié)議模擬基站模塊及輸出模塊的控制；本發(fā)明用于測量終端的矢量幅度誤差，測量時，首先需要將待測終端與本發(fā)明的測量裝置連接，具體連接方式為通過射頻接口連接，待測終端與測量裝置分別位于射頻接口的兩端，信號從一端輸出后經(jīng)過射頻接口到射頻傳輸線，傳輸?shù)搅硪欢恕Ｏ挛膶⒈景l(fā)明所述裝置發(fā)往待測終端的方向定義為前向，與其相關(guān)的矢量定義為參考矢量(前向)，將待測終端發(fā)往本裝置的方向定義為回傳，與其相關(guān)的矢量定義為參考矢量(回傳)。在測量開始時，首先由輸入模塊(例如標準鍵盤)輸入對本次測量的要求，包括信道類型，工作中心頻率。其中信道類型決定了信號的星座映射方式，選擇n/4-CQPSK，
/4-CBPSK, /4-DBPSK或6-PSK，工作中心頻率是待測終端和測量裝置內(nèi)的模擬終端模塊各自占用的收發(fā)中心頻點。這個輸入過程全部都在輸出模塊(例如屏幕)中有所顯示。配置信息輸入后，在控制模塊的控制下，由EVM計算模塊產(chǎn)生參考矢量(前向)，并發(fā)往模擬終端模塊，模擬終端模塊將參考矢量(前向)做處理，主要包括編碼，調(diào)制，星座映射，濾波，形成并發(fā)送參考信號(前向)。具體過程為該參考信號(前向)在星座映射后的信號發(fā)往EVM計算模塊，EVM計算模塊將該信號存儲在緩存中，作為之后計算矢量幅度誤差的
參考信號(前向)。模擬終端模塊中濾波后的參考信號發(fā)往模擬基站，通過模擬基站處理，加入控制信令，形成下行幀，并通過射頻處理模塊進行上變頻，調(diào)整到實際應用中的發(fā)射頻率，通過接口模塊發(fā)送給待測終端，并控制待測終端回傳參考信號。待測終端收到參考信號(前向)后，根據(jù)基站的信令要求，對接收信號進行接收處理，還原為參考矢量后，按照發(fā)送流程將參考矢量調(diào)制為參考信號(回傳)。該參考信號(回傳)通過射頻傳輸線到達本發(fā)明測量裝置的接口模塊，接口模塊接收到參考信號(回傳)后，送入射頻處理模塊進行下變頻處理，成為基帶參考信號(回傳)，該基帶參考信號(回傳)發(fā)給模擬基站模塊，由模擬基站模塊加入控制信令，組成下行幀，發(fā)給模擬終端模塊。模擬終端模塊經(jīng)過濾波處理發(fā)送給EVM計算模塊，EVM計算模塊利用回傳的基帶參考信號(回傳)和預先存儲的發(fā)送參考信號(前向)一并處理，用于計算矢量幅度誤差。下面以TCH 3業(yè)務信道為例說明本發(fā)明的工作方式首先用戶通過輸入模塊設定待測信道為TCH3業(yè)務信道，控制模塊接收到來自輸入模塊的指令后，將TCH3業(yè)務信道的編碼和調(diào)制方式告知模擬基站模塊，模擬終端模塊和EVM模塊。控制模塊將待測終端的發(fā)送和接收頻率告知模擬基站模塊，本例中將待測終端設定在第254組載波，即待測終端的發(fā)送中心頻率1532937. 50kHz，接收中心頻率1634437. 50kHz。由控制模塊向EVM計算模塊發(fā)送信令，指示測試開始，EVM計算模塊產(chǎn)生一組隨機數(shù)據(jù)，即參考矢量，將參考矢量發(fā)送給模擬終端模塊；模擬終端模塊對參考矢量編碼，調(diào)制，/4-CQPSK星座映射，反饋給EVM計算模塊，然后模擬終端模塊繼續(xù)濾波形成參考信號(前向)發(fā)送給模擬基站模塊；模擬基站模塊接收到參考信號，加入對待測終端的控制信令，一并經(jīng)過雙工模塊到達射頻處理模塊；射頻處理模塊對信號上變頻，調(diào)制到中心頻率1634437. 50kHz處，通過接口模塊發(fā)送到射頻傳輸線，通過射頻傳輸線傳送給待測終端。待測終端接收到本發(fā)明測量裝置發(fā)來的信號后，對接收到的信號進行處理，經(jīng)過下變頻，濾波，/4-CQPSK星座逆映射，解調(diào)，解碼恢復為參考矢量，此參考矢量應與本發(fā)明測量裝置中的EVM計算模塊給出的初始參考矢量一致；然后待測終端對參考矢量進行編碼，調(diào)制，映射，濾波，上變頻到中心頻率1532937. 50kHz處，通過射頻傳輸線回傳到本發(fā)明的測量裝置。本發(fā)明的測量裝置接收到待測終端發(fā)來的射頻信號，通過射頻模塊下變頻，送入模擬基站模塊；模擬基站模塊轉(zhuǎn)發(fā)給模擬終端模塊，模擬終端模塊對接收到的信號進行濾波，發(fā)送給EVM計算模塊;EVM計算模塊將接收到的回傳參考信號與發(fā)送的參考信號一并運算， 計算出待測終端的矢量幅度誤差，并在輸出模塊中顯示。
權(quán)利要求
1.一種衛(wèi)星移動通信終端矢量幅度誤差測量裝置，用于測量衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)中終端信號的矢量幅度誤差(EVM)，其特征在于所述測量裝置包括輸入模塊，輸出模塊，控制模塊，EVM計算模塊，衛(wèi)星移動通信協(xié)議模擬終端模塊，衛(wèi)星移動通信協(xié)議模擬基站模塊，雙工模塊，射頻處理模塊及接口模塊； 輸入模塊與控制模塊相連，控制模塊完成對EVM計算模塊，衛(wèi)星移動通信協(xié)議模擬終端模塊，衛(wèi)星移動通信協(xié)議模擬基站模塊，及輸出模塊的控制； EVM計算模塊產(chǎn)生參考矢量并發(fā)送至所述模擬終端模塊，接收所述模擬終端模塊發(fā)送 的第一參考信號和第二參考信號；利用第一參考信號和第二參考信號計算矢量幅度誤差；衛(wèi)星移動通信協(xié)議模擬終端模塊對接收到的參考矢量進行編碼，調(diào)制，星座映射生成第一參考信號，將該第一參考信號發(fā)送至EVM計算模塊；將第一參考信號進行濾波后發(fā)送至衛(wèi)星移動通信協(xié)議模擬基站模塊；接收所述模擬基站模塊回傳的參考信號，對回傳的參考信號進行濾波后獲得所述第二參考信號，將所述第二參考信號發(fā)送至EVM計算模塊；衛(wèi)星移動通信協(xié)議模擬基站模塊與衛(wèi)星移動通信協(xié)議模擬終端模塊進行通信，并控制待測終端回傳參考信號； 雙工模塊一端與衛(wèi)星移動通信協(xié)議模擬基站模塊，另一端與射頻處理模塊相連，完成對發(fā)送和接收的雙向處理。
射頻處理模塊完成對信號進行上下變頻處理； 接口模塊為射頻接口，其一端與待測終端通過射頻傳輸線相連，另一端與所述射頻處理模塊相連。
2.利用權(quán)利要求I所述裝置進行矢量幅度誤差測量的方法，其特征在于 首先通過輸入模塊輸入對測量的要求，包括信道類型，工作中心頻率； 在控制模塊的控制下，由EVM計算模塊產(chǎn)生參考矢量并發(fā)往所述模擬終端模塊；所述模擬終端模塊對接收到的參考矢量進行編碼，調(diào)制，星座映射生成第一參考信號，將該第一參考信號發(fā)送至EVM計算模塊；將第一參考信號進行濾波后發(fā)送至所述模擬基站模塊； 所述模擬基站模塊將接收的濾波后的第一參考信號發(fā)送至雙工模塊，經(jīng)過雙工模塊到達射頻處理模塊；并通過射頻處理模塊進行上變頻，通過接口模塊發(fā)送給待測終端； 待測終端對接收到的信號進行處理還原為參考矢量后，然后對該參考矢量進行處理得到回傳的參考信號； 該回傳的參考信號通過射頻傳輸線到達接口模塊，通過接口模塊送入射頻處理模塊進行下變頻處理得到基帶參考信號，基帶參考信號通過所述模擬基站模塊發(fā)送至所述模擬終端豐吳塊； 通過所述模擬終端模塊對基帶參考信號進行濾波后得到第二參考信號，所述模擬終端模塊將該第二參考信號發(fā)送給EVM計算模塊； EVM計算模塊利用第一參考信號和第二參考信號計算矢量幅度誤差。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種衛(wèi)星移動通信終端矢量幅度誤差測量裝置及方法，包括輸入模塊，輸出模塊，控制模塊，EVM計算模塊，衛(wèi)星移動通信協(xié)議模擬終端模塊，衛(wèi)星移動通信協(xié)議模擬基站模塊，雙工模塊，射頻處理模塊及接口模塊。本發(fā)明通過對移動通信信道的模擬，計算與實際通信過程相似的矢量幅度誤差，滿足衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)測試需求，適用于GMR系統(tǒng)，對實際工程應用有重要意義。
文檔編號H04B7/185GK102739328SQ201210201908
公開日2012年10月17日 申請日期2012年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月18日
發(fā)明者楊博, 王海濤, 趙琦, 鄒光南 申請人:航天恒星科技有限公司