周峰 (中国北京市海淀区花园北路52号, Beijing 1, 100191, CN)
ZHANG, Rui (No.52, Huayuan Bei RoadHaidian District, Beijing 1, 100191, CN)
张睿 (中国北京市海淀区花园北路52号, Beijing 1, 100191, CN)
WANG, Nan (No.52, Huayuan Bei RoadHaidian District, Beijing 1, 100191, CN)
王南 (中国北京市海淀区花园北路52号, Beijing 1, 100191, CN)
GUO, Longqing (No.52, Huayuan Bei RoadHaidian District, Beijing 1, 100191, CN)
郭隆庆 (中国北京市海淀区花园北路52号, Beijing 1, 100191, CN)
LU, Minniu (No.52, Huayuan Bei RoadHaidian District, Beijing 1, 100191, CN)
卢民牛 (中国北京市海淀区花园北路52号, Beijing 1, 100191, CN)
LU, Bingsong (No.52, Huayuan Bei RoadHaidian District, Beijing 1, 100191, CN)
陆冰松 (中国北京市海淀区花园北路52号, Beijing 1, 100191, CN)
LI, Yaohua (No.52, Huayuan Bei RoadHaidian District, Beijing 1, 100191, CN)
李耀华 (中国北京市海淀区花园北路52号, Beijing 1, 100191, CN)
RAN, Zhiqiang (No.52, Huayuan Bei RoadHaidian District, Beijing 1, 100191, CN)
冉志强 (中国北京市海淀区花园北路52号, Beijing 1, 100191, CN)
工业和信息化部通信计量中心 (中国北京市海淀区花园北路52号, Beijing 1, 100191, CN)
ZHOU, Feng (No.52, Huayuan Bei RoadHaidian District, Beijing 1, 100191, CN)
周峰 (中国北京市海淀区花园北路52号, Beijing 1, 100191, CN)
ZHANG, Rui (No.52, Huayuan Bei RoadHaidian District, Beijing 1, 100191, CN)
张睿 (中国北京市海淀区花园北路52号, Beijing 1, 100191, CN)
WANG, Nan (No.52, Huayuan Bei RoadHaidian District, Beijing 1, 100191, CN)
王南 (中国北京市海淀区花园北路52号, Beijing 1, 100191, CN)
GUO, Longqing (No.52, Huayuan Bei RoadHaidian District, Beijing 1, 100191, CN)
郭隆庆 (中国北京市海淀区花园北路52号, Beijing 1, 100191, CN)
LU, Minniu (No.52, Huayuan Bei RoadHaidian District, Beijing 1, 100191, CN)
卢民牛 (中国北京市海淀区花园北路52号, Beijing 1, 100191, CN)
LU, Bingsong (No.52, Huayuan Bei RoadHaidian District, Beijing 1, 100191, CN)
陆冰松 (中国北京市海淀区花园北路52号, Beijing 1, 100191, CN)
LI, Yaohua (No.52, Huayuan Bei RoadHaidian District, Beijing 1, 100191, CN)
李耀华 (中国北京市海淀区花园北路52号, Beijing 1, 100191, CN)
RAN, Zhiqiang (No.52, Huayuan Bei RoadHaidian District, Beijing 1, 100191, CN)
| 权利要求书 1、 一种基于调幅法的数字解调误差参量计量方法， 其特征在于， 包括： 生成载波频率为第一频率与第二频率之和或差、 调幅频率为第三频 率、 调幅深度为 )的幅度调制 AM信号， 其中第一频率大于第二频率； 将所生成的 AM信号作为等效 M进制相移键控 MPSK信号输入到 VSA的输入端， 其中， 矢量分析仪 VSA的载波频率设置为第一频率， 解调模式设置为 MPSK, 符号速率设置为第二频率的 M倍， 其中， M为 正整数。 2、 根据权利要求 1所述的方法， 其特征在于， 进一步包括： 在生成所述 AM信号后 ,计算所述 AM信号等效 MPSK信号的各个 误差参量； 接收到所述 AM信号后， VSA测量得出所述 AM信号等效 MPSK 信号的各个误差参量； 根据计算得到的各个误差参量以及 VSA测量得出的各个误差参量 对 VSA进行校准。 3、 根据权利要求 2所述的方法， 其特征在于， 所述第二频率远大 于所述第三频率且 VSA 的抽样序列持续长度等于或约等于调幅周期的 整倍数。 4、 根据权利要求 3 所述的方法， 其特征在于， 所述第二频率为所 述第三频率的 30倍以上， 且抽样序列持续长度近似等于调幅周期的整 数^倍， 其中 Na≥10。 5、 根据权利要求 3或 4所述的方法， 其特征在于， 所述误差参量 包括：幅度误差均方根值 MagErrRms,误差矢量幅度均方根值 EvmRms, 幅度误差峰值 MagErrPeak,误差矢量幅度峰值 EvmPeak,相位误差均方 才艮值 PhaseErrRms和相位误差峰值 PhaseErrPeako 6、 根据权利要求 5所述的方法， 其特征在于， 如果所述 AM信号 的伴随调相可以忽略， 则忽略 PhaseErrRms和 PhaseErrPeak的影响； 则所述等效 MPSK信号的 MagErrRms和 EvmRms相等， 通过如下 公式计算得到： MagErrRms = 所述等效 MPSK信号的 MagErrPeak和 EvmPeak相等， 通过如下公 式计算得到: 7、 一种数字解调误差参量计量系统， 其特征在于， 包括： 幅度调制 AM信号发生器， 用于生成载波频率为第一频率与第二频 率之和或差、 调幅频率为第三频率、 调幅深度为 D的 AM信号， 其中第 一频率大于第二频率； 矢量信号分析仪 VSA,用于接收 AM信号发生器所生成的作为等效 M进制相移键控 MPSK 的 AM信号， 测量所接收 AM信号等效 MPSK 信号的误差参量， 其中， 矢量分析仪 VSA的载波频率设置为第一频率， 解调模式设置为 MPSK, 符号速率设置为第二频率的 M倍， 其中， M为 正整数。 8、 一种基于调相法的数字解调误差参量计量的校准方法， 其特征 在于， 包括： 生成载波频率为第一频率与第二频率之和或差、 调相频率为第四频 率、 相位偏移为 的相位调制 PM信号， 其中第一频率 大于第二频率 Λ ; 将所生成的 PM信号作为等效的数字调制信号输入到 VSA的输入 端， 其中， VSA的载波频率设置为第一频率， 解调模式设置为 M进制相 移键控 MPSK, 符号速率设置为第二频率的 M倍， 其中， M为正整数。 9、 根据权利要求 8所述的方法， 其特征在于， 进一步包括： 在生成所述 PM信号后， 计算所述 PM信号等效 MPSK信号的各个 误差参量； 接收到所述 PM信号后， VSA测量得出所述 PM信号等效 MPSK信 号的各个误差参量； 根据计算得到的各个误差参量以及 VSA测量得出的各个误差参量 对 VSA进行校准。 10、 根据权利要求 9所述的方法， 其特征在于， 所述第二频率远大 于所述第三频率， VSA抽样序列持续长度等于或约等于调幅周期的整数 倍且要求； 5< (rad)。 11、 根据权利要求 10 所述的方法， 其特征在于， 所述第二频率为 所述第三频率的 30倍以上， 抽样序列持续长度近似等于调幅周期的整 数 Na倍， 其中 Na≥10 , 且要求 < 0.8 ^" &^ 。 12、 根据权利要求 10或 11所述的方法， 其特征在于， 所述误差参 量包括： 幅度误差均方根值 MagErrRms , 误差矢量幅度均方根值 EvmRms, 幅度误差峰值 MagErrPeak, 误差矢量幅度峰值 EvmPeak, 相 位误差均方根值 PhaseErrRms和相位误差峰值 PhaseErrPeak。 13、根据权利要求 12所述的方法， 其特征在于， 忽略所述 PM信号 的 MagErrRms和 MagErrPeak的影响； 所述等效 MPSK信号的 PhaseErrRms通过公式 PhaseErrRms = 计算 得到； 所述等效 MPSK信号的 PhaseErrPeak通过公式 phaseErrPeak = 计算 得到； 所 述 等 效 MPSK 信 号 的 EvmRms 通 过 公 式 EvmRms 所 计 算得到。 14、 一种数字解调误差参量计量系统， 其特征在于， 包括： 相位调制 PM信号发生器， 用于生成载波频率为第一频率与第二频 率之和或差、 调相频率为第四频率、 相位偏移为 的 PM信号， 其中第 一频率大于第二频率； 矢量信号分析仪 VSA,用于接收 PM信号发生器所生成的作为等效 M进制相移键控 MPSK信号的 PM信号， 测量所接收 PM信号等效 MPSK信号的误差参量， 其中， VSA的载波频率设置为第一频率， 解调 模式设置为 MPSK, 符号速率设置为第二频率的 M倍， 其中， M为正整 数。 |
本发明涉及数字解调误差参量的计量， 特别涉及基于调幅或调相法 的数字解调误差参量计量方法以及数字解调误 差参量的计量系统。 发明背景
目前， 数字调制信号是信息传输的主要载体， 已成为信息社会的重 要基石。 其中， 误差矢量幅度均方根值（以下筒称 EvmRms )、 误差矢 量幅度峰值 （以下筒称 EvmPeak )、 幅度误差均方根值（以下筒称 MagErrRms), 幅度误差峰值（以下筒称 MagErrPeak )、 相位误差均方根 值 (以下筒称 PhaseErrRms)、 相位误差峰值 (以下筒称 PhaseErrPeak)是衡 量数字调制信号误差的重要误差参量。 和所有的物理量一样， 这些误差 参量也必须经过可信的、 可溯源的计量， 才能保证量值准确和统一， 才 能保证信息系统的正常运转。 然而， 在目前的数字调制误差参量计量中 仍存在如下问题：
1、 闭环互测， 难于溯源。 这主要是指： 根据目前国内外的数字调制 误差参量计量方法（例如 JJF 1128-2004矢量信号分析仪校准规范或 JJF 1174-2007 数字信号发生器校准规范规定的数字调制误差 参量计量方 法）， 一方面， 数字信号发生器是用矢量信号分析仪（以下筒 称 VSA ) 来校准的， 即数字信号发生器所生成数字调制信号的各个 误差参量并不 是已知的， 而是由 VSA测量并分析得出的； 另一方面， 对 VSA的校准 则基于数字信号发生器作为标准器。 上述计量过程明显是一个闭环互测 的过程， 而且是一个不可溯源的闭环互测的过程，是计 量体系中"空中楼 阁"。也就是说， 目前的数字调制误差参量计量得到的误差参量 是不可溯 源的， 这难于保证计量过程的准确度和可信度。
2、 用于校准 VSA的数字调制信号缺乏误差参量的设置。 在实际系 统中， 由于多种因素的干扰， 数字调制信号往往是存在误差的， 且误差 不会是固定的值。 因此， 为了保证 VSA 能够准确计量数字调制信号的 各个误差参量， 作为校准 VSA标准器的数字调制信号的误差参量在一 定范围内应当是可以设置的。 然而， 当前校准方法却是不对误差参量进 行设置的， 这是脱离数字调制误差参量计量实用要求的。 发明内容
为了解决上述问题，本发明的实施例提供了 VSA的校准方法以及数 字解调误差参量计量系统， 可以生成误差参量可溯源的 "等效数字调制 信号" 作为校准 VSA 的标准， 以提高数字解调误差参量计量过程的准 确度和可信度。
本发明实施例提供的一种基于调幅法的数字解 调误差参量计量方 法， 包括：
生成载波频率为第一频率与第二频率之和或差 、 调幅频率为第三频 率、 调幅深度为 D的幅度调制 （AM )信号， 其中第一频率大于第二频 率；
将所生成的 AM信号作为等效 M进制相移键控 ( MPSK )信号输入 到 VSA的输入端， 其中， VSA的载波频率设置为第一频率， 解调模式 设置为 MPSK, 符号速率设置为第二频率的 M倍， 其中， M为正整数。
上述方法进一步包括： 在生成所述 AM信号后， 计算所述 AM信号 等效 MPSK信号的各个误差参量； 接收到所述 AM信号后， VSA测量 得出所述 AM信号等效 MPSK信号的各个误差参量；以及根据计算得到 的各个误差参量和 VSA测量得出的各个误差参量对 VSA进行校准。 其中，所述第二频率远大于所述第三频率且 VSA抽样序列持续长度 近似等于调幅周期的整倍数。 较佳的， 上述第二频率为所述第三频率的 30倍以上， 且抽样序列持续长度近似等于调幅周期的整数 N a 倍， 其中 较佳的， N a ≥10。
另夕卜 , 上述误差参量包括： MagErrRms , EvmRms , MagErrPeak , EvmPeak, PhaseErrRms和 PhaseErrPeak。
特别的， 如果上述 AM信号的伴随调相可忽略， PhaseErrRms 和 PhaseErrPeak 可忽略； MagErrRms 和 EvmRms 相等， 通过
MagErrRms rPeak
, — 1 , _
EvmPeak相 计算得
到。 而 AM调制深度 )可以溯源到其他计量标准， 则解决了量值溯源的 问题。
本发明的实施例还提供了一种数字解调误差参 量计量系统， 包括： AM信号发生器， 用于生成载波频率为第一频率与第二频率之和 或 差、 调幅频率为第三频率、 调幅深度为 )的 AM信号， 其中第一频率大 于第二频率；
VSA, 用于接收 AM信号发生器所生成的作为等效 MPSK信号的 AM信号，测量所接收 AM信号等效 MPSK信号的误差参量，其中， VSA 的载波频率设置为第一频率， 解调模式设置为 MPSK, 符号速率设置为 第二频率的 M倍， 其中， M为正整数。 本发明的实施例还提供了一种基于调相法的数 字解调误差参量计量 方法， 包括： 生成载波频率为第一频率与第二频率之和或差 、 调相频率为第四频 率、相位偏移为 的相位调制（PM )信号，其中第一频率大于第二频率； 将所生成的 PM信号作为等效 MPSK信号输入到 VSA的输入端， 其中， VSA的载波频率设置为第一频率，解调模式设置 为 M进制相移键 控 MPSK, 符号速率设置为第二频率的 M倍， 其中， M为正整数。
上述方法进一步包括： 在生成所述 PM信号后， 计算所述 PM信号 等效 MPSK信号的各个误差参量；接收到所述 PM信号后， VSA测量得 出所述 PM信号等效 MPSK信号的各个误差参量； 以及根据计算得到的 各个误差参量和 VSA测量得出的各个误差参量对 VSA进行校准。
其中， 上述第二频率远大于所述第三频率， 抽样序列持续长度近似 等于调幅周期的整数倍且 〈 (rad)。 较佳地， 上述第二频率为所述第
M
三频率的 30倍以上，抽样序列持续长度近似等于调幅周 的整数^倍， 其中 N a ≥10 , < 0.8 x ^"(rad)。 另外，上述 PM信号等效的 MSPK信号的 MagErrRms和 MagErrPeak 非常小可以忽略； PhaseErrRms 通过公式 PhaseErrRms = 计算得到； PhaseErrPeak 通过公式 PhaseErrPeak = /?计算得到； EvmRms 通过公式 计 算得到 EvmPeak 通过公式
EvmRms
EvmPe 到。而 PM相位偏移 可以溯源到其他计量
标准， 则解决了量值溯源的问题。
本发明的实施例还提供了一种数字解调误差参 量计量系统， 包括： PM信号发生器， 用于生成载波频率为第一频率与第二频率之和 或 差、 调相频率为第四频率、 相位偏移为 的 PM信号， 其中第一频率大 于第二频率；
VSA,用于接收 PM信号发生器所生成的作为等效 MPSK信号的 PM 信号， 测量所接收 PM信号等效 MPSK信号的误差参量， 其中， VSA的 载波频率设置为第一频率， 解调模式设置为 MPSK, 符号速率设置为第 二频率的 M倍， 其中， M为正整数。
有鉴于此， 本发明提供了一个使用 AM信号或 PM信号得到等效的 存在误差的数字调制信号，且该数字调制信号 的 6个误差参量 EvmRms、 EvmPeak, MagErrRms , MagErrPeak, PhaseErrRms , PhaseErrPeak是可 以精确设定、 计算的。 由于该数字调制信号的误差参量最终可以溯源 到 调幅深度或相位偏移， 从而能够使用这种信号对矢量解调误差参量进 行 准确校准。 因此， 本发明可以同时解决计量溯源和误差设置两个 问题。 附图简要说明
下面将通过参照附图详细描述本发明的示例性 实施例， 使本领域的 普通技术人员更清楚本发明的上述及其它特征 和优点， 附图中：
图 1为本发明实施例提供的一种基于调幅法的数 解调误差参量计 量方法的流程图；
图 2为本发明实施例提供的数字解调误差计量系 结构示意图； 图 3显示了调幅频率为 10kHz和 20kHz时不同 AM调幅深度 )下幅 度误差参量 MagErrRms的计算值和测量值；
图 4显示了调幅频率为 10kHz和 20kHz时不同 AM调幅深度 )下幅 度误差参量 MagErrPeak的计算值和测量值；
图 5为本发明另一个实施例提供的一种基于调相 的数字解调误差 参量计量方法的流程图； 图 6为本发明另一个实施例提供的数字解调误差 量系统结构示意 图；
图 7 显示了调相频率为 25kHz 时不同相位偏移 下误差参量 PhaseErrRms的计算值和测量值；
图 8 显示了调相频率为 25kHz 时不同相位偏移 下误差参量 PhaseErrPeak的计算值和测量值；
图 9 显示了调相频率为 25kHz 时不同相位偏移 下误差参量 EvmPeak的计算值和测量值；
图 10 显示了调相频率为 25kHz 时不同相位偏移 下误差参量 EvmRms的计算值和测量值。 实施本发明的方式
为了解决现有数字信号发生器所生成的数字调 制信号的误差参 量不可溯源以及不可设置的问题， 本发明的实施例提供了一种 VSA 的校准方法， 也即基于调幅法的数字解调误差参量计量方法 ， 如图 1 所示， 主要包括：
步骤 11: 生成载波频率为第一频率 与第二频率 Λ之和 Λ+ 或 差 Λ_Λ、 调幅频率为第三频率 Λ、 调幅深度为 的幅度调制 （AM) 信号 C AM (), 其中第一频率 Λ大于第二频率 ；
通过上述步骤 11生成的 AM信号可以通过如下公式 （ 1 )表达：
C （ = (1 + ^ 0 82 / )(^ 0 2 ( ±/ ¾ + ] ( 1 ) 其中， 为任意相位值。
步骤 12:将所生成的 AM信号作为等效数字调制信号输入到 VSA 的输入端， 其中， VSA的载波频率设置为第一频率 ， 解调模式设置 为 M进制相移键控（ MPSK ) ,符号速率设置为第二频率 Λ的 M倍 Mf b , 其中， M为正整数。
上述步骤 11生成的 AM信号在 VSA经过解调以后等效为 MPSK 信号， 且能够遍历 MPSK信号上的所有符号点。 证明过程如下：
假设一个连续波信号的表达式为 ( = ∞8 [ 2 ；^/ ± + ], 使 用频率为第一频率 的连续波对 C c {ή进行正交解调，并进行低通滤波 后可以得到表达式为 V( ) = e X p[ ( 2 r/ fc + )]的矢量信号。本领域的技术 人员可以理解， V ()在 IQ正交坐标系上代表一个以角速度 1 旋转的 矢量圓， 如果以 M/ fc 的速率对该矢量圓进行抽样， 则形成的星座点就 是矢量圓内割正 Μ边形的 Μ个顶点。如果 VSA内置 MPSK解调模式 , 则通过载波相位同步和码元同步，可以将这 M个抽样星座点同步到设 计星座点。 由此可以看出， 频率为 Λ±Λ的单载波信号可以等效为载 波频率为 ， 符号速率 波特 （Baud) 的 MPSK信号， 例如， 二进 制相移键控（BPSK) 、 四进制相移键控（QPSK)和八进制相移键控 (8PSK) , 且其符号序列沿 MPSK设计星座点依次取值， 而不是随 机取值。
由此， 上述 AM信号 C ) = (l + Z)co S 2r/ )co S [2r(/士 Λ) + ]在使 用频率为第一频率 的单载波进行正交解调后得到的矢量信号 VW l + 也可以等效为一个能够遍历 MPSK 信号的所有符号点的 MPSK信号。
通过分析可以发现，如果上述 AM信号的第二频率 Λ远大于上述 第三频率 （例如， 大于 30倍以上）且 VSA抽样序列持续长度， 具 体为 VSA单次捕获分析的符号数量与符号周期的乘积 ^"近似等于 调幅周期 的整倍数， 即存在自然数 N a 使得 其中， N为 VSA单次捕获分析的符号数，则该 AM信号的若伴随调相（ incidental Phase modulation ) 小到可以忽略， 也就是说， 该 AM 信号等效的 "MPSK信号" 的 PhaseErrRms和 PhaseErrPeak小到可以视为零。 较 佳地， N a ≥10。
而该 AM信号的 MagErrRms和 EvmRms相等， 可以通过如下公 式 （2 ) 计算得到：
该 AM信号的 MagErrPeak和 EvmPeak相等，可以通过如下公式 ( 3 ) 计算得到：
由此可以看出， 上述 AM 信号等效 MPSK 信号的误差参量 PhaseErrRms和 PhaseErrPeak可视为零, 且 MagErrRms , EvmRms , MagErrPeak和 EvmPeak均是与 AM信号的调幅深度 )有关， 而 )可 以溯源到其他计量标准， 也就是说， 通过上述步骤 11产生的 AM信 号等效 MPSK信号的误差参量是可以溯源的。 并且， 通过调节所生 成 AM信号的调幅深度 )即可实现对所生成 AM信号等效 MPSK信 号的误差参量 MagErrRms , EvmRms , MagErrPeak和 EvmPeak的设 置。
由此， 在生成上述 AM信号后， 可以进一步执行步骤 13 : 根据 上述公式（2 )和（3 )计算该 AM信号等效 MPSK信号的误差参量， 包括： MagErrRms , EvmRms , MagErrPeak和 EvmPeak。 并在 VSA 接收到上述 AM信号并测量得到该 AM信号等效 MPSK信号的误差 参量后，进一步执行步骤 14:根据计算得到的该 AM信号等效 MPSK 信号的误差参量对 VSA进行校准。
由于通过上述方法生成的等效 MPSK信号的误差参量既是可以 溯源又是可以设置的， 因此， 图 1所示的 VSA校准过程具有较高的 准确度和可信度。
除了上述 VSA的校准方法之外， 本发明的实施例还公开了一种 数字解调误差参量计量系统， 如图 2所示， 该系统主要包括：
AM信号发生器， 用于生成载波频率为第一频率 与第二频率 之和 Λ+Λ或差 _Λ、 调幅频率为第三频率 Λ、 调幅深度为 的幅度 调制 （ AM)信号 C AM ( ) , 其中第一频率 Λ大于第二频率 ；
VSA, 用于接收 AM信号发生器所生成的 AM信号， 测量所接 收 AM信号等效 MPSK信号的误差参量， 其中， VSA的载波频率设 置为第一频率 Λ, 解调模式设置为 MPSK, 符号速率设置为第二频率 f b ]M倍 Mf b , 其中， M为正整数。
由此， 可以将通过上述公式（2)和（3)计算得到的该 AM信号 等效 MPSK信号的各个误差参量的值与 VSA测量得到的所接收 AM 信号等效 MPSK信号的各个误差参量进行比对， 并根据比对的结果 对 VSA进行校准。
下面通过实验数据说明上述对 VSA的校准方法的准确度和可信 度。 在本次实验中， 使用 R&S公司的 SMA100A信号源作为 AM信 号发生器； 使用安捷伦公司 （Agilent) 的 E4440A+89600矢量分析软 件作为 VSA。
下述表 1显示了在 AM的载波频率为 999兆赫兹（MHz)、 调幅 频率为 10千赫兹（kHz)时， 不同 AM调幅深度 ) ( )的实际值由接 收机测出）下幅度误差参量的计算值和测量误 差， 其中， 测量误差为 VSA的测量值与计算值之间误差与计算值的比值 ， 其中， VSA的载 波频率设置为 1000MHz , 解调模式为 QPSK。 另外， 由于上述误差参 量计算值是根据理论公式计算得到的， 因此， 上述计算值也是该 AM 信号等效 MPSK信号各个误差参量的实际值。
表 1
下述表 2显示了在 AM的载波频率为 999兆赫兹（MHz )、 调幅 频率为 20千赫兹（kHz )时， 不同 AM调幅深度 )下幅度误差参量的 计算值和测量误差。 其中， VSA的载波频率设置为 1000MHz , 解调 模式为 QPSK。
0.000 0.009 0.297 0.013 1.125
0.051 3.606 -0.092 5.162 0.770
0.101 7.120 -0.113 10.302 0.821
0.151 10.627 -0.129 15.527 1.115
0.200 14.135 -0.178 20.831 1.110
0.250 17.610 -0.239 26.145 1.201
0.300 21.082 -0.322 31.502 0.661
0.350 24.536 -0.467 36.861 1.398
0.400 27.983 -0.628 42.222 0.906
0.449 31.366 -0.849 47.483 1.642
0.499 34.730 -1.085 52.702 1.195
0.549 38.100 -1.444 57.905 1.759
0.599 41.440 -1.853 63.025 1.719 表 2
图 3显示了调幅频率为 1 OkHz和 20kHz时不同 AM调幅深度 )下 幅度误差参量 MagErrRms 的计算值和测量值。 其中， 三角形标识的 曲线代表调幅频率是 10kHz时 MagErrRms的测量值； 正方形标识的 曲线为调幅频率是 20kHz时 MagErrRms的测量值； 菱形标识的曲线 代表调幅频率是 1 OkHz时 MagErrRms的计算值， 带圓形的曲线为调 幅频率是 20kHz时 MagErrRms的计算值。
图 4显示了调幅频率为 10kHz和 20kHz时不同 AM调幅深度 )下 幅度误差参量 MagErrPeak的计算值和测量值。 其中， 三角形标识的 曲线代表调幅频率是 10kHz时 MagErrRms的测量值； 正方形标识的 曲线为调幅频率是 20kHz时 MagErrRms的测量值； 菱形标识的曲线 代表调幅频率是 10kHz时 MagErrRms的计算值， 圓形标识的曲线为 调幅频率是 20kHz时 MagErrRms的计算值。 由于在本实施例中上述 AM 信号等效 MPSK 信号的误差参量 MagErrRms和 EvmRms的值非常接近， 因此， EvmRms的测量值和 计算值的比较结果可以参考 MagErrRms。 同理， 由于上述 AM信号 MagErrPeak和 EvmPeak的值非常接近， 因此， EvmPeak的测量值和 计算值的比较结果可以参考 MagErrPeak。
从表 1 和表 2 中的数据可以看出， 由于测量误差很小， 说明该 AM信号等效 MPSK信号各个误差参量的计算值（也即实际值 )和测 量值是非常接近的。 另外， 从图 3和图 4中的曲线也可以看出， 该等 效 MPSK信号误差参量的计算值 （也即实际值） 和测量值也是非常 接近的。 由此， 可以说明通过上述方法生成的 AM信号等效 MPSK 信号的各个误差参量是可以溯源也可以设置的 ， 因此， 通过上述方法 对 VSA进行校准可以得到较高的准确度和可信度。
除此之外， 本发明的实施例还公开了另一种 VSA的校准方法， 也即基于调相法的数字解调误差参量计量方法 ， 如图 5所示， 主要包 括：
步骤 21： 生成载波频率为第一频率 与第二频率 Λ之和 Λ + 或 差 Λ _Λ、 调相频率为第四频率 、 相位偏移 （ Phase Deviation ) 为 β 的相位调制 （ΡΜ )信号 C PM ( ) , 其中第一频率 Λ大于第二频率^ ; 通过上述步骤 21生成的 PM信号可以通过如下公式 （ 3 )表达：
C PM ( ) = COS [2 r( 士 / )" s i n 2 r/ ] ( 3 ) 步骤 22:将所生成的 PM信号作为等效数字调制信号输入到 VSA 的输入端， 其中， VSA的载波频率设置为第一频率 ， 解调模式设置 为 MPSK, 符号速率设置为第二频率 Λ的整数倍 ΜΛ , M为正整数。
通过以上分析可知， 频率为 ± 的单载波信号可以等效为载波 频率为 Λ ,符号速率 ΜΛ Baud的 MPSK信号，且其符号序列沿 MPSK 设计星座点依次取值， 而不是随机取值。 由此， 如公式 （3) 所示的 PM信号 C PM ( ) = COS [ 2 r(/ rf 士 /^+y^sin 2 ^ ]在使用频率为第一频率^的 连 续 波 进 行 正 交 解 调 并 后 得 到 的 矢 量 信 号 ν( ) = εχρ[ (2τΛ + sin2r/ )]也等效为一个能够遍历 MPSK信号的所 有符号点的 MPSK信号。且该 PM信号的幅度误差小到可以忽略， 即 该 PM信号等效 MPSK信号的 MagErrRms , MagErrPeak小到可以视 为零。
如果上述 PM信号的第二频率 Λ远大于第四频率^ (例如， 大于 30倍以上）且抽样序列持续长度， 具体为 VSA单次捕获分析的符号 数量与符号周期的乘积^"近似等于调相周期+的 整倍数（注： AM
N n N 方法和 PM方法原理是对偶的… ) , 即存在自然数 N a 使得
f P Mf b ' 其中， N为 VSA单次捕获分析的符号数量， 较佳地 N a ≥10。 另外， 为 了 VSA 能够正常解调， 还应当满足 <^~(rad) , 较佳地， 满足 <0.8x (rad)。 此时，该 ΡΜ信号等效 MPSK信号的 PhaseErrRms可以通过公式 (4) 计算得到：
PhaseErrRms -η= (4) 该 PM信号等效 MPSK信号的 PhaseErrPeak可以通过公式 （ 5 ) 计算得到：
PhaseErrPeak = β (5)
该 PM信号等效 MPSK信号的 EvmRms可以通过公式（ 6 )计算 得到： EvmRms
该 PM信号等效 MPSK信号的 EvmPeak可以通过公式（ 7 )计算 得到：
EvmPeak = 2 sin
由此可以看出，上述 PM信号等效 MPSK信号的误差参量均是与 PM 信号的相位偏移 有关， 而 是可以溯源到其他计量标准的， 也 就是说， 通过上述步骤 21产生的 PM信号等效 MPSK信号的误差参 量是可以溯源的。 并且， 通过调节所生成 PM信号的相位偏移 即可 实现对所生成 PM信号等效 MPSK信号误差参量的设置。
由此， 在生成上述 PM信号后， 可以进一步执行步骤 23: 根据 上述公式 （4 ) 至 （7 ) 计算该 PM信号等效 MPSK信号的误差参量， 包括： PhaseErrRms , PhaseErrPeak, EvmRms和 EvmPeak。 在 VSA 接收到上述 PM信号并测量得到该 PM信号等效 MPSK信号的误差参 量后，可以进一步执行步骤 24:根据计算得到的该 PM信号等效 MPSK 信号的误差参量对 VSA进行校准。
除了上述 VSA的校准方法之外， 本发明的实施例还公开了一种 数字解调误差参量计量系统， 如图 6所示， 该系统主要包括：
PM信号发生器， 用于生成载波频率为第一频率 与第二频率^ 之和 Λ + Λ或差 _Λ、 调相频率为第四频率 、 相位偏移为 的相位 调制 （ΡΜ )信号 C PM ( ) , 其中第一频率 Λ大于第二频率^ ;
VSA, 用于接收 PM信号发生器所生成的 PM信号， 测量所接收 PM信号等效 MPSK信号的误差参量， 其中， VSA的载波频率设置为 第一频率 ， 解调模式设置为 MPSK, 符号速率设置为第二频率^的 M倍 W b , 其中， M为正整数。
由此， 可以将通过上述公式（4 )至（7 )计算得到的该 PM信号 等效 MPSK信号各个误差参量的值与 VSA测量得到的所接收 PM信 号等效 MPSK信号的各个误差参量进行比对， 并根据比对的结果对 VSA进行校准。
下面通过实验数据说明上述对 VSA的校准方法的准确度和可信 度。 在本次实验中， 使用 R&S公司的 SMA100A信号源作为 PM信 号发生器； 使用安捷伦公司 （Agilent )的 E4440A频谱仪 +89600矢量 分析软件作为 VSA。
下述表 3显示了在 PM的载波频率为 999兆赫兹（MHz )、 调相 频率为 25kHz时， 不同相位偏移下相位误差参量和 Evm误差参量的 计算值和测量误差， 其中， VSA的载波频率设置为 1000MHz , 解调 模式为 QPSK。
测量误差（％)
EvmRms
计算值 (％) 6.1928 12.4050 18.5360 25.1150 30.8420 36.8390 42.8590
EvmRms
测量误差（％) 0.0179 -0.0070 0.0434 -0.4121 -0.0378 0.0378 0.0218 表 3
图 7 显示了调相频率为 25kHz 时不同相位偏移 下误差参量 PhaseErrRms 的计算值和测量值。 其中， 三角形标识的曲线为 PhaseErrRms的测量值；正方形标识的曲线为 PhaseErrRms的计算值。
图 8 显示了调相频率为 25kHz 时不同相位偏移 下误差参量 PhaseErrPeak 的计算值和测量值。 其中， 三角形标识的曲线为 PhaseErrPeak的测量值；正方形标识的曲线为 PhaseErrPeak的计算值。
图 9 显示了调相频率为 25kHz 时不同相位偏移 下误差参量 EvmPeak 的计算值和测量值。 其中， 三角形标识的曲线为 EvmPeak 的测量值； 正方形标识的曲线为 EvmPeak的计算值。
图 10 显示了调相频率为 25kHz 时不同相位偏移 下误差参量 EvmRms 的计算值和测量值。 其中， 三角形标识的曲线为 EvmRms 的测量值； 正方形标识的曲线为 EvmRms的计算值。
从表 3中的数据可以看出， 由于测量误差很小， 说明该 PM信号 等效 MPSK信号各个误差参量的计算值 （也即实际值） 和测量值是 非常接近的。 另外， 从图 7至图 10中的曲线也可以看出， 该 PM信 号等效 MPSK信号误差参量的计算值 （也即实际值） 和测量值也是 非常接近的。由此，可以说明通过上述方法生 成的 PM信号等效 MPSK 信号的各个误差参量是可以溯源也可以设置的 ， 因此， 通过上述方法 对 VSA进行校准可以得到较高的准确度和可信度。 有鉴于此，本发明提供了一个使用 AM信号或 PM信号得到等效 的存在误差的数字调制信号， 且该数字调制信号的 6 个误差参量 EvmRms 、 EvmPeak、 MagErrRms 、 MagErrPeak、 PhaseErrRms 、 PhaseErrPeak是可以精确设定、 计算的。 由于该数字调制信号的误差 参量最终可以溯源到调幅深度或相位偏移，从 而能够使用这种信号对 矢量解调误差参量进行准确校准。 因此， 本发明可以同时解决计量溯 源和误差设置两个问题。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已， 并不用以限制本发明， 凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修 改、等同替换、改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。
Next Patent: METHOD FOR KEY PRE-DISTRIBUTION AND KEY ESTABLISHMENT IN A SENSOR NETWORK