專利名稱：一種獲取無線接收機性能參數(shù)的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線射頻接收技術(shù)，尤指一種獲取無線接收機性能參數(shù)的方法及裝置。
背景技術(shù)：
無線通信系統(tǒng)中，射頻接收系統(tǒng)的基本功能就是，將通過天線接收到的信號下變頻到IQ信號，然后傳送給基帶解調(diào)。在射頻接收系統(tǒng)中，由于接收機在接收有用信號的同時，也會收到各種無用信號的干擾，因此，需要對無線接收機的性能參數(shù)進行估計，以便有效地排除干擾信息。
接收機性能參數(shù)較多，比如二階交調(diào)性能參數(shù)、鏡像信號抑制性能參數(shù)、相位噪聲等，下面以這三種接收機性能參數(shù)為例分別介紹如下。
(一)二階交調(diào)性能參數(shù)。
由于接收機非線性特性的存在，接收機輸入端的帶外大信號在通過接收機后，其非線性交調(diào)分量有可能會出現(xiàn)在輸出端帶內(nèi)，從而影響接收到的有用信號質(zhì)量。當接收端存在一個大的帶外干擾信號時，該帶外干擾信號會通過接收機二階非線性即二階交調(diào)特性，出現(xiàn)在輸出端的有用信號帶內(nèi)。
對于二階交調(diào)性能的量化評估是通過二階交調(diào)截止點IIP2來獲取的，二階交調(diào)截止點的計算如公式(1)所示IIP2＝2PBLOCK-IM2(1)其中，PBLOCK是接收機輸入端的帶外干擾信號功率，是由協(xié)議規(guī)定的已知值；IM2是該帶外干擾信號通過接收機二階非線性后在輸出端產(chǎn)生的二階交調(diào)分量的功率。
(二)鏡像信號抑制性能參數(shù)。
對于一個非零中頻的接收機，假設(shè)接收機的本振信號頻率為fLO，接收機的輸出中頻為fI，那么，正常情況下，接收機的工作頻率fC為公式(2)所示fC＝fLO+fI(2)假設(shè)接收機輸入端存在一個頻率為fLO-fI的干擾信號，由于射頻接收系統(tǒng)中混頻器的特性，該干擾信號輸入混頻器混頻后，同樣會在輸出端產(chǎn)生中頻為fI的中頻干擾信號，顯然該中頻干擾信號會大大影響系統(tǒng)的性能。由于該輸入端干擾信號的頻率與正常的工作頻率恰好是以fLO為中心的鏡像信號，所以該干擾信號也被稱為鏡像信號。對鏡像信號的抑制是射頻接收系統(tǒng)的重要性能之一。
對鏡像信號抑制性能的評估過程，是通過在射頻接收機的輸入端輸入鏡像信號，然后在接收機的輸出端測量獲取由鏡像信號產(chǎn)生的中頻干擾信號。
(三)相位噪聲。
整個射頻接收系統(tǒng)中，混頻器存在兩個輸入端，一個輸入端輸入通過天線接收到的信號，另一個輸入端輸入本振信號。理想狀態(tài)下，本振信號是一個干凈的單音，而實際應(yīng)用中，本振信號還存在較大的邊帶，本振信號這種不干凈的邊帶也被稱為相位噪聲。這樣，在對通過天線接收到的信號進行下變頻時，不僅會下變頻有用信號，同時也會對邊帶部分的干擾信號進行下變頻。圖1a是實際的本振信號示意圖。
目前，為了獲取上述接收機性能參數(shù)，是通過在接收機所在設(shè)備的電路板上預(yù)留測試口，通過專用測試儀器測量獲得。
比如，為了獲取IM2，需要在移動終端的電路板上預(yù)留測試口，在接收機的輸入端輸入作為測量信號的PBLOCK，然后通過專用儀器在測試口測量獲得IM2，再根據(jù)公式(1)計算獲得二階交調(diào)截止點IIP2。再如，為了獲取中頻干擾信號，需要在移動終端的電路板上預(yù)留測試口，在接收機的輸入端輸入作為測量信號的鏡像信號，然后通過專用儀器在測試口測量獲得中頻干擾信號的功率，之后將該中頻干擾信號等效到輸入端以后再減去鏡像信號的功率就得到鏡像抑制性能。又如，為了獲取相位噪聲，需要在移動終端的電路板上預(yù)留測試口，在接收機的輸入端分別輸入與本振中心頻率相差100Hz，1KHz，10KHz，100KHz和1MHz邊帶的功率的測量信號，然后通過專用儀器在測試口測量獲得對應(yīng)上述各邊帶的功率的相位噪聲，如圖1b所示，圖1b是基于圖1a的本振信號的相位噪聲變化曲線示意圖。
從現(xiàn)有技術(shù)獲取接收機性能參數(shù)的方法來看，需要在接收機所在設(shè)備的電路板上預(yù)留測試口，通過專用儀器測量，一方面，預(yù)留的測試口一般比較大，占用了電路板的面積，這樣直接妨礙了接收機所在設(shè)備的小體積化；另一方面，專用儀器價格昂貴，而且也使得測量變得復(fù)雜化，不方便。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種獲取無線接收機性能參數(shù)的方法，能夠簡單獲得無線接收機性能參數(shù)，且不影響接收機所在設(shè)備的小體積化。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種獲取無線接收機想能參數(shù)的裝置，能夠簡單獲得無線接收機性能參數(shù)，且不影響接收機所在設(shè)備的小體積化。
為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案具體是這樣實現(xiàn)的一種獲取無線接收機性能參數(shù)的方法，該方法包括A.將測量信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字IQ信號，并根據(jù)該數(shù)字IQ信號獲取數(shù)字域的信號功率及波形品質(zhì)因數(shù)；B.根據(jù)獲得的數(shù)字域的信號功率及波形品質(zhì)因數(shù)，獲取接收機輸出的信號功率；C.根據(jù)獲得的接收機輸出的信號功率，獲取接收機性能參數(shù)。
步驟A中所述獲取數(shù)字域的信號功率的方法為計算經(jīng)模數(shù)A/D轉(zhuǎn)換的所述數(shù)字IQ信號的同相分量和正交分量的平方之和。
步驟A中所述獲取波形品質(zhì)因數(shù)的方法為根據(jù)所述測量信號獲取每時隙信號中的訓(xùn)練序列，根據(jù)數(shù)字IQ信號，獲取A/D轉(zhuǎn)換后的IQ序列，再根據(jù)所述訓(xùn)練序列和IQ序列計算獲取波形品質(zhì)因數(shù)。
步驟B中所述獲取接收機輸出的信號功率的方法為B1.確定所述將測量信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字IQ信號的A/D轉(zhuǎn)換的位數(shù)，及高電平對應(yīng)的電壓值，根據(jù)獲得的數(shù)字域的信號功率及A/D轉(zhuǎn)換的位數(shù)及高電平對應(yīng)的電壓值確定的獲取A/D轉(zhuǎn)換的輸出端的模擬信號功率；B2.根據(jù)所述波形品質(zhì)因數(shù)和A/D轉(zhuǎn)換的輸出端的模擬信號功率，獲取A/D轉(zhuǎn)換的輸入端的模擬信號功率作為接收機輸出的信號功率。
步驟B1中所述獲取A/D轉(zhuǎn)換的輸出端的模擬信號功率的方法為計算所述電壓值的平方與系統(tǒng)阻抗之商得到第一值，計算所述數(shù)字域的信號功率與2的所述位數(shù)次方的平方得到第二值，再計算所述第一值與第二值之積。
步驟B2中所述獲取A/D轉(zhuǎn)換的輸入端的模擬信號功率的方法為計算所述A/D轉(zhuǎn)換的輸出端的模擬信號功率與波形品質(zhì)因數(shù)之積。
步驟C中所述獲取接收機性能參數(shù)的方法為當所述測量信號為接收機輸入端的帶外干擾信號功率時，所述接收機性能參數(shù)為二階交調(diào)性能參數(shù)，獲取方法為計算兩倍的帶外干擾信號功率與所述獲得的接收機輸出的信號功率之差；當測量信號為鏡像信號時，所述接收機性能參數(shù)為鏡像信號抑制性能參數(shù)，獲取方法為將所述接收機輸出的信號功率等效到輸入端的信號功率，再減去鏡像信號功率；當測量信號為與本振中心頻率相差預(yù)設(shè)頻率邊帶的功率信號時，所述接收機想能參數(shù)為相位噪聲，該相位噪聲為對應(yīng)輸入邊帶的功率信號的接收機輸出的信號功率。
一種獲取無線接收機性能參數(shù)的裝置，該裝置包括數(shù)字域信號功率獲取模塊、波形品質(zhì)因數(shù)獲取模塊、接收機輸出信號功率獲取模塊，以及接收機性能參數(shù)獲取模塊，其中，數(shù)字域信號功率獲取模塊，接收測量信號，進行A/D轉(zhuǎn)換得到數(shù)字IQ信號，根據(jù)得到的數(shù)字IQ信號計算并輸出數(shù)字域的信號功率P0給接收機輸出信號功率獲取模塊；波形品質(zhì)因數(shù)獲取模塊，接收測量信號，獲取每時隙信號中的訓(xùn)練序列；接收來自數(shù)字域信號功率獲取模塊的數(shù)字IQ信號，獲取A/D轉(zhuǎn)換后的IQ序列，根據(jù)所述訓(xùn)練序列和IQ序列計算并輸出波形品質(zhì)因素給接收機輸出信號功率獲取模塊；接收機輸出信號功率獲取模塊，接收來自數(shù)字域信號功率獲取模塊的數(shù)字域的信號功率P0，接收來自波形品質(zhì)因數(shù)獲取模塊的波形品質(zhì)因素，計算并輸出接收機輸出的信號功率給接收機性能參數(shù)獲取模塊；接收機性能參數(shù)獲取模塊，接收來自接收機輸出信號功率獲取模塊的接收機輸出的信號功率，按照現(xiàn)有計算方法計算接收機性能參數(shù)。
所述測量信號為接收機輸入端的帶外干擾信號功率、或鏡像信號、或與本振中心頻率相差預(yù)設(shè)頻率邊帶的功率信號。
所述接收機性能參數(shù)為二階交調(diào)性能參數(shù)、或鏡像信號抑制性能參數(shù)、或相位噪聲。
由上述技術(shù)方案可見，本發(fā)明通過將測量信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字同相和正交(IQ)信號，并根據(jù)該數(shù)字IQ信號獲取數(shù)字域的信號功率及波形品質(zhì)因數(shù)，再根據(jù)獲得的數(shù)字域的信號功率及波形品質(zhì)因數(shù)，獲取接收機輸出的信號功率，并根據(jù)該信號功率，獲取接收機性能參數(shù)。可見，本發(fā)明不需要在接收機所在設(shè)備的電路板上預(yù)留測試口，通過專用儀器來測量接收機性能參數(shù)，這樣，一方面，保證了接收機所在設(shè)備的小體積化需求；另一方面，由于不需要專用儀器，使得測量成本低，而且簡單、方便。


圖1a是實際的本振信號示意圖；圖1b是基于圖1a的本振信號的相位噪聲變化曲線示意圖；圖2是本發(fā)明方法的流程圖；圖3是數(shù)字域測到的數(shù)字功率與模擬域的模擬功率減的對應(yīng)關(guān)系；
圖4是本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的核心思想是將測量信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字IQ信號，并根據(jù)該數(shù)字IQ信號獲取數(shù)字域的信號功率及波形品質(zhì)因數(shù)；根據(jù)獲得的數(shù)字域的信號功率及波形品質(zhì)因數(shù)，獲取接收機輸出的信號功率，并根據(jù)該信號功率，獲取接收機性能參數(shù)。
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下參照附圖并舉較佳實施例，對本發(fā)明進一步詳細說明。
圖2是本發(fā)明方法的流程圖，如圖2所示，本發(fā)明方法包括以下步驟步驟200將測量信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字IQ信號，并根據(jù)該數(shù)字IQ信號獲取數(shù)字域的信號功率及波形品質(zhì)因數(shù)。
按照基本通信原理，接收機接收到的信號通過模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換后，得到數(shù)字IQ信號，在數(shù)字域所得到的信號功率P0如公式(3)所示P0＝I2+Q2(3)P0包括有用信號功率和干擾信號功率，I為數(shù)字IQ信號的同相分量，Q為數(shù)字IQ信號的正交分量。
信號的波形品質(zhì)因素ρ如公式(4)所示ρ=PsP0---(4)]]>其中，Ps表示接收機接收到的數(shù)字域的信號功率P0中的有用信號功率。
以時分-同步碼分多址(TD-SCDMA)系統(tǒng)為例，波形品質(zhì)因素ρ的獲取可利用每時隙信號中144個碼片長度的訓(xùn)練序列，通過對所述數(shù)字IQ信號進行相關(guān)運算得到，波形品質(zhì)因素ρ的獲取屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員公知技術(shù)，具體實現(xiàn)這里不再贅述，可參見相關(guān)資料。假設(shè)在A/D轉(zhuǎn)換后所得到的IQ序列為Zk，而訓(xùn)練序列為R0k，則波形品質(zhì)因素ρ在做相關(guān)運算后如公式(5)所示
ρ=|Σk&Zgr;k&Rgr;0k*|2Σk|&Rgr;0k|2Σk|&Zgr;k|2---(5)]]>其中，k＝1......144。
步驟201根據(jù)獲得的數(shù)字域的信號功率及波形品質(zhì)因數(shù)，獲取接收機輸出的信號功率。
接收機輸出的是模擬信號，為了獲取接收機輸出的信號功率，需要將數(shù)字域測到的數(shù)字功率轉(zhuǎn)換為模擬域的模擬功率。
圖3是數(shù)字域測到的數(shù)字功率與模擬域的模擬功率間的對應(yīng)關(guān)系，如圖3所示，以A/D轉(zhuǎn)換位數(shù)為13bit，以及高電平1對應(yīng)0.55V電壓為例，A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字域的信號功率P0與其對應(yīng)的模擬功率P0，a的關(guān)系如公式(6)所示P0,aP0=0.552/5081922---(6)]]>其中，50為系統(tǒng)阻抗即50Ω，8192是2的13次方。根據(jù)公式(6)可得，P0,a=0.55250×103·P081922(mW)---(7)]]>將公式(7)代入公式(4)可得接收機接收到的模擬域的有用信號功率為公式(8)所示PS，a＝P0，a·ρ(8)公式(8)中PS，a即為接收機輸出的信號功率。
步驟202根據(jù)獲得的接收機輸出的信號功率，獲取接收機性能參數(shù)。
根據(jù)公式(8)獲得的接收機輸出的信號功率，按照現(xiàn)有計算方法即可獲得接收機性能參數(shù)。
比如，當測量信號為PBLOCK時，將獲得的接收機輸出的信號功率作為IM2代入公式(1)即可獲得二階交調(diào)截止點IIP2，從而得到二階交調(diào)性能參數(shù)；再如，當測量信號為鏡像信號時，將獲得的接收機輸出的信號功率等效到輸入端的信號功率，再減去鏡像信號功率，從而得到鏡像信號抑制性能參數(shù)；又如，當測量信號為與本振中心頻率相差預(yù)設(shè)頻率如100Hz，1KHz，10KHz，100KHz和1MHz等邊帶的功率信號時，分別對應(yīng)不同輸入邊帶的功率信號的接收機輸出的信號功率即為獲得的不同相位噪聲。
從本發(fā)明方法可見，通過接收機輸出信號功率，方便地獲得了接收機性能參數(shù)，而無需在接收機所在設(shè)備的電路板上預(yù)留測試口，通過專用儀器測量。這樣，一方面，保證了接收機所在設(shè)備的小體積化需求；另一方面，由于不需要專用儀器，使得測量成本低，而且簡單、方便。
圖4是本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖4所示，針對上述本發(fā)明方法，該裝置包括數(shù)字域信號功率獲取模塊，接收測量信號，進行A/D轉(zhuǎn)換得到數(shù)字IQ信號，根據(jù)得到的數(shù)字IQ信號計算并輸出數(shù)字域的信號功率P0給接收機輸出信號功率獲取模塊；波形品質(zhì)因數(shù)獲取模塊，接收測量信號，獲取每時隙信號中的訓(xùn)練序列；接收來自數(shù)字域信號功率獲取模塊的數(shù)字IQ信號，獲取A/D轉(zhuǎn)換后的IQ序列，根據(jù)所述訓(xùn)練序列和IQ序列計算并輸出波形品質(zhì)因素ρ給接收機輸出信號功率獲取模塊；接收機輸出信號功率獲取模塊，接收來自數(shù)字域信號功率獲取模塊的數(shù)字域的信號功率P0，接收來自波形品質(zhì)因數(shù)獲取模塊的波形品質(zhì)因素ρ，計算并輸出接收機輸出的信號功率給接收機性能參數(shù)獲取模塊；接收機性能參數(shù)獲取模塊，接收來自接收機輸出信號功率獲取模塊的接收機輸出的信號功率，按照現(xiàn)有計算方法計算接收機性能參數(shù)。
以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種獲取無線接收機性能參數(shù)的方法，其特征在于，該方法包括A.將測量信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字IQ信號，并根據(jù)該數(shù)字IQ信號獲取數(shù)字域的信號功率及波形品質(zhì)因數(shù)；B.根據(jù)獲得的數(shù)字域的信號功率及波形品質(zhì)因數(shù)，獲取接收機輸出的信號功率；C.根據(jù)獲得的接收機輸出的信號功率，獲取接收機性能參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟A中所述獲取數(shù)字域的信號功率的方法為計算經(jīng)模數(shù)A/D轉(zhuǎn)換的所述數(shù)字IQ信號的同相分量和正交分量的平方之和。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟A中所述獲取波形品質(zhì)因數(shù)的方法為根據(jù)所述測量信號獲取每時隙信號中的訓(xùn)練序列，根據(jù)數(shù)字IQ信號，獲取A/D轉(zhuǎn)換后的IQ序列，再根據(jù)所述訓(xùn)練序列和IQ序列計算獲取波形品質(zhì)因數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，步驟B中所述獲取接收機輸出的信號功率的方法為B1.確定所述將測量信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字IQ信號的A/D轉(zhuǎn)換的位數(shù)，及高電平對應(yīng)的電壓值，根據(jù)獲得的數(shù)字域的信號功率及A/D轉(zhuǎn)換的位數(shù)及高電平對應(yīng)的電壓值確定的獲取A/D轉(zhuǎn)換的輸出端的模擬信號功率；B2.根據(jù)所述波形品質(zhì)因數(shù)和A/D轉(zhuǎn)換的輸出端的模擬信號功率，獲取A/D轉(zhuǎn)換的輸入端的模擬信號功率作為接收機輸出的信號功率。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，步驟B1中所述獲取A/D轉(zhuǎn)換的輸出端的模擬信號功率的方法為計算所述電壓值的平方與系統(tǒng)阻抗之商得到第一值，計算所述數(shù)字域的信號功率與2的所述位數(shù)次方的平方得到第二值，再計算所述第一值與第二值之積。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，步驟B2中所述獲取A/D轉(zhuǎn)換的輸入端的模擬信號功率的方法為計算所述A/D轉(zhuǎn)換的輸出端的模擬信號功率與波形品質(zhì)因數(shù)之積。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟C中所述獲取接收機性能參數(shù)的方法為當所述測量信號為接收機輸入端的帶外干擾信號功率時，所述接收機性能參數(shù)為二階交調(diào)性能參數(shù)，獲取方法為計算兩倍的帶外干擾信號功率與所述獲得的接收機輸出的信號功率之差；當測量信號為鏡像信號時，所述接收機性能參數(shù)為鏡像信號抑制性能參數(shù)，獲取方法為將所述接收機輸出的信號功率等效到輸入端的信號功率，再減去鏡像信號功率；當測量信號為與本振中心頻率相差預(yù)設(shè)頻率邊帶的功率信號時，所述接收機想能參數(shù)為相位噪聲，該相位噪聲為對應(yīng)輸入邊帶的功率信號的接收機輸出的信號功率。
8.一種獲取無線接收機性能參數(shù)的裝置，其特征在于，該裝置包括數(shù)字域信號功率獲取模塊、波形品質(zhì)因數(shù)獲取模塊、接收機輸出信號功率獲取模塊，以及接收機性能參數(shù)獲取模塊，其中，數(shù)字域信號功率獲取模塊，接收測量信號，進行A/D轉(zhuǎn)換得到數(shù)字IQ信號，根據(jù)得到的數(shù)字IQ信號計算并輸出數(shù)字域的信號功率P0給接收機輸出信號功率獲取模塊；波形品質(zhì)因數(shù)獲取模塊，接收測量信號，獲取每時隙信號中的訓(xùn)練序列；接收來自數(shù)字域信號功率獲取模塊的數(shù)字IQ信號，獲取A/D轉(zhuǎn)換后的IQ序列，根據(jù)所述訓(xùn)練序列和IQ序列計算并輸出波形品質(zhì)因素給接收機輸出信號功率獲取模塊；接收機輸出信號功率獲取模塊，接收來自數(shù)字域信號功率獲取模塊的數(shù)字域的信號功率P0，接收來自波形品質(zhì)因數(shù)獲取模塊的波形品質(zhì)因素，計算并輸出接收機輸出的信號功率給接收機性能參數(shù)獲取模塊；接收機性能參數(shù)獲取模塊，接收來自接收機輸出信號功率獲取模塊的接收機輸出的信號功率，按照現(xiàn)有計算方法計算接收機性能參數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述測量信號為接收機輸入端的帶外干擾信號功率、或鏡像信號、或與本振中心頻率相差預(yù)設(shè)頻率邊帶的功率信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述接收機性能參數(shù)為二階交調(diào)性能參數(shù)、或鏡像信號抑制性能參數(shù)、或相位噪聲。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種獲取無線接收機性能參數(shù)的方法及裝置，本發(fā)明將測量信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字IQ信號，并根據(jù)該數(shù)字IQ信號獲取數(shù)字域的信號功率及波形品質(zhì)因數(shù)，再根據(jù)獲得的數(shù)字域的信號功率及波形品質(zhì)因數(shù)，獲取接收機輸出的信號功率，并根據(jù)該信號功率，獲取接收機性能參數(shù)。可見，本發(fā)明不需要在接收機所在設(shè)備的電路板上預(yù)留測試口，通過專用儀器來測量接收機性能參數(shù)，這樣，一方面，保證了接收機所在設(shè)備的小體積化需求；另一方面，由于不需要專用儀器，使得測量成本低，而且簡單、方便。
文檔編號H04B1/10GK1996801SQ20061016092
公開日2007年7月11日 申請日期2006年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月1日
發(fā)明者郭為 申請人:北京中星微電子有限公司