專利名稱：：一種廣播通信發(fā)射機相噪仿真器及抗相噪性能測試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于數(shù)字通信測試領(lǐng)域，涉及一種廣播通信發(fā)射機相噪仿真器及抗相噪性能測試方法，具體來說，本發(fā)明涉及一種廣播通信發(fā)射機相位噪聲的仿真器裝置及對通信系統(tǒng)進(jìn)行抗相位噪聲性能測試的方法。
背景技術(shù)：
：隨著數(shù)字通信技術(shù)的發(fā)展，各種新的技術(shù)不斷產(chǎn)生，新的數(shù)字通信體制不斷出現(xiàn)，數(shù)字調(diào)制的信號與模擬調(diào)制的信號相比，帶寬更寬，頻率更高，并且對變頻過程中本振相位噪聲的影響也更加敏感，這就給設(shè)備的研發(fā)和制造提出了更高的要求。相位噪聲是振蕩器電路中普遍存在的一種噪聲。由振蕩器自身的器件或者由外接輸入的噪聲都可能影響到輸出信號的頻率和幅度。在多數(shù)情況下，幅度的擾動可以忽略或者無關(guān)緊要，只有隨機的頻率偏移需要考慮。后者也可以看作是周期隨機變化的偏移，或者在時間軸上過零點時間相對于其理想值的偏移。對于一個純粹的周期余弦信號，可以表示為而受到相位噪聲干擾的余弦信號，可以表示為;:(/)=Jcos[ft)/+丸(0]其中A(0是一個表示周期變化很小的隨機額外相位。函數(shù)A(0稱作相位噪聲。在射頻應(yīng)用中，相位噪聲通常在頻域中表征，對于一個理想的、工作在^的正弦振蕩器，其頻譜為一個沖激脈沖，而通常具有相位噪聲的實際振蕩器，它的頻譜在載頻附近表現(xiàn)為一個裙?fàn)睿皇菃渭兊臎_激脈沖。為了減小相位噪聲的影響，通信系統(tǒng)的發(fā)射端通過增加成本，采用高質(zhì)量的振蕩器，可以減小相位噪聲；通信系統(tǒng)的接收端，通過改進(jìn)接收技術(shù)，進(jìn)行修正相位噪聲的處理，可以達(dá)到減小影響的目的。在傳統(tǒng)的研究過程中，人們已經(jīng)對相位噪聲產(chǎn)生的機理和如何減小相位噪聲的影響進(jìn)行了大量研究，并對某些通信體制從原理上是否對相位噪聲敏感進(jìn)行了大量研究；伹是對于如何定量測試某種通信系統(tǒng)受相位噪聲干擾影響的程度，并沒有相關(guān)的測試方法和測試設(shè)備的描述。因此，需要一種通信系統(tǒng)抗相位噪聲性能的測試方法以及一種仿真器設(shè)備，來定量測試某些發(fā)射機和接收機構(gòu)成的系統(tǒng)對相位噪聲的影響是否敏感。現(xiàn)有的相位噪聲測量方法是為了測量發(fā)射機本振的相位噪聲的大小，而不是為了測試通信系統(tǒng)抗相位噪聲影響的能力，已有的文獻(xiàn)中沒有提到類似的方法；相噪仿真器的功能是模擬相位噪聲，已有的文獻(xiàn)中也沒有提到類似的仿真器裝置，所以本發(fā)明提出的相位噪聲仿真裝置和抗相噪性能測試方法是有必要的?？傊景l(fā)明提供一種測試評估方法和可重構(gòu)的相位噪聲仿真平臺，可以在各種數(shù)字傳輸系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)下使用，測試結(jié)果供發(fā)射系統(tǒng)的研究人員在設(shè)備研發(fā)階段參考。發(fā)明內(nèi)_^本發(fā)明提出了一種廣播通信發(fā)射機相噪仿真器及抗相噪性能測試方法，具體來說，本發(fā)明涉及一種模擬廣播通信發(fā)射機相位噪聲的仿真器裝置及對通信系統(tǒng)進(jìn)行抗相位噪聲性能測試的方法。一種廣播通信發(fā)射機相噪仿真器，包括第一混頻器仿真器輸入的射頻信號輸入第一混頻器，第一混頻器將輸入信號與第一本地振蕩器產(chǎn)生的載波信號相乘，將輸入信號下變頻到中頻頻段，中頻頻段中心頻率是固定值，記為/>，輸出變頻之后的信號給第一低通濾波器；第一低通濾波器對第一混頻器輸出的下變頻之后的信號進(jìn)行低通濾波，濾除髙頻鏡像分量，輸出給帶通濾波器；帶通濾波器對第一低通濾波器輸出的信號進(jìn)行帶通濾波，濾除中頻之外的頻率分量，輸出中頻信號給第二混頻器；第一本地振蕩器產(chǎn)生第一級載波信號，頻率由控制器設(shè)置，頻率記為/i，載波信號輸出給第一混頻器；第二本地振蕩器產(chǎn)生第二級載波信號，頻率固定，記為/2，輸出給第二混頻器；第二混頻器將帶通濾波器輸出的中頻信號與第二本地振蕩器產(chǎn)生的第二級載波相乘，將中頻信號搬移到射頻，輸出上變頻后信號給第二低通濾波器;第二低通濾波器對第二混頻器輸出的上變頻之后的信號進(jìn)行低通濾波，濾除高頻鏡像分量，輸出給第三混頻器；相噪載波產(chǎn)生器接收控制器發(fā)送的控制信息，產(chǎn)生符合相位噪聲模型的第三級載波信號，輸出給第三混頻器；第三混頻器將相噪載波產(chǎn)生器發(fā)出的第三級載波信號與第二低通濾波器輸出的信號相乘，對第二低通濾波器輸出的信號進(jìn)行頻譜搬移，搬移之后的信號輸出給第三低通濾波器，搬移之后的信號與仿真器輸入射頻信號中心頻點相同；第三低通濾波器濾除第三混頻器輸出信號中的高頻鏡像分量，濾波之后的信號作為相噪仿真器的輸出信號；控制器向第一本地振蕩器和相噪載波產(chǎn)生器發(fā)送控制信息，設(shè)定第一本地振蕩器輸出的第一級載波頻率，設(shè)定相噪載波產(chǎn)生器輸出的第三級載波頻率，設(shè)定相噪載波產(chǎn)生器的相位噪聲模型和參數(shù)，設(shè)定相噪載波產(chǎn)生器內(nèi)部采用的數(shù)據(jù)源。一種廣播通信發(fā)射機相噪仿真器的工作過程為調(diào)制器輸出的射頻信號A輸入第一混頻器，設(shè)其中心頻率為乂；第一本地振蕩器產(chǎn)生第一級載波B，頻率為y;，乂的值由控制器輸出的控制信號J設(shè)定，載波B輸出給第一混頻器;在第一混頻器中信號A與載波B相乘，將有用信號從信號A的射頻頻段搬移到中頻頻段，輸出中頻信號C給第一低通濾波器，此中頻頻段的中心頻率是固定的，設(shè)此中心頻率為/，其中厶且厶《乂,厶《乂；信號c進(jìn)入第一低通濾波器濾除混頻過程產(chǎn)生的高頻分量x+y;，變?yōu)樾盘朌;信號D進(jìn)入帶通濾波器濾除中頻頻帶之外的噪聲分量，變?yōu)樾盘朎，輸出給第二混頻器；第二本地振蕩器產(chǎn)生第二級載波F，載波F的頻率設(shè)為/2，/2是固定值且高于調(diào)制器所能輸出信號的最高頻率，載波F輸出給第二混頻器；第二混頻器將信號E和載波F進(jìn)行混頻，產(chǎn)生信號G給第二低通濾波器，信號G中有兩個信號分量，中心頻率分別在/2-厶和/2+人；信號G經(jīng)過第二低通濾波器濾除頻率較高的/2+厶分量，保留中心頻率在/2-/的分量，變?yōu)樾盘朒，輸出給第三混頻器；控制器向相噪載波產(chǎn)生器發(fā)出指令信號K，相噪載波產(chǎn)生器根據(jù)指令K中設(shè)定的相位噪聲模型和參數(shù)以及第三級載波頻率，產(chǎn)生帶相位噪聲的載波L，設(shè)載波L的中心頻率為/3，應(yīng)有/3=/2-/"-_/;,/3/M;第三混頻器將信號H(中心頻率為/2-/)和載波L(中心頻率為/3)相乘，產(chǎn)生信號M，信號M有兩個頻率分量/2-/m-/3和/2-人+/3;信號M輸入第三低通濾波器，第三低通濾波器將高頻分量/2-/+/3濾除，保留分量/2-/-/3，且有,=/2-人-/3，第三低通濾波器輸出為信號N，作為相噪仿真器的輸出信號，信號N的頻譜和中心頻率與信號A相同，信號N與信號A相比，混入了載波相位噪聲的干擾。所述相噪載波產(chǎn)生器，包括第一高斯白噪聲發(fā)生器產(chǎn)生高斯白噪聲信號，輸出給模數(shù)轉(zhuǎn)換器；模數(shù)轉(zhuǎn)換器將第一高斯白噪聲發(fā)生器輸出的高斯白噪聲模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，輸出給數(shù)字信號處理模塊；偽隨機數(shù)據(jù)發(fā)生器產(chǎn)生偽隨機數(shù)字信號，輸出給數(shù)字信號處理模塊；數(shù)字信號處理模塊接收控制器輸入的控制信息，控制信息包括相位噪聲產(chǎn)生模型、相位噪聲模型參數(shù)、第三級載波信號的頻率、對兩路輸入信號的選擇設(shè)置，接收控制信息之后，數(shù)字信號處理模塊對輸入的高斯白噪聲信號或偽隨機數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制，產(chǎn)生符合相位噪聲模型的數(shù)字載波信號；數(shù)模轉(zhuǎn)換器將數(shù)字信號處理模塊產(chǎn)生的數(shù)字載波信號轉(zhuǎn)換為模擬信號，輸出給第四低通濾波器；第四低通濾波器濾除輸入模擬信號中的高頻鏡像分量，輸出作為第三級載波信號。所述相噪載波產(chǎn)生器的工作過程為高斯白噪聲發(fā)生器產(chǎn)生高斯白噪聲信號，發(fā)送給模數(shù)轉(zhuǎn)換器；模數(shù)轉(zhuǎn)換器將髙斯白噪聲模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，輸入數(shù)字信號處理模塊；偽隨機數(shù)據(jù)發(fā)生器內(nèi)部由數(shù)字運算產(chǎn)生偽隨機數(shù)據(jù)，輸入數(shù)字信號處理模塊；數(shù)字信號處理模塊接收控制器發(fā)送的指令K,指令K中包括:選擇高斯白噪聲信號還是偽隨機數(shù)據(jù)信號進(jìn)行調(diào)制，對隨機信號的數(shù)學(xué)處理模型，第三級載波的中心頻率/3;數(shù)字信號處理模塊根據(jù)指令K，對高斯白噪聲信號或者偽隨機數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制，通過低通濾波單元和數(shù)字頻率合成單元生成帶有相位噪聲的數(shù)字載波信號，頻率為/3。數(shù)字載波信號經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換器變?yōu)槟M載波信號。由于數(shù)字域信號變?yōu)槟M域信號時，會在頻譜上產(chǎn)生以釆樣率為周期的高頻鏡像信號，模擬載波信號經(jīng)過低通濾波器濾除高頻鏡像信號，僅保留中心頻率在/3的信號，輸出作為信號L。所述數(shù)字信號處理模塊，包括所述數(shù)字頻率合成單元輸入信號作為數(shù)字頻率合成單元的頻率控制字，輸出符合頻率控制字的數(shù)字載波信號，作為乘法單元的輸入信號或數(shù)字信號處理模塊的輸出信號；所述低通濾波單元對輸入信號進(jìn)行低通濾波，濾波之后的結(jié)果作為乘法單元或數(shù)字頻率合成單元的輸入信號；所述乘法單元乘法單元將兩路輸入信號相乘，相乘的結(jié)果作為加法單元的輸入信號或數(shù)字信號處理模塊的輸出信號；所述加法單元將輸入的多路信號進(jìn)行相加運算，并輸出相加之后的結(jié)果信號。所述數(shù)字信號處理模塊的一種實施方法，包括第一選擇開關(guān)第一選擇開關(guān)接收控制器的指令K，選擇模數(shù)轉(zhuǎn)換器的信號P或偽隨機數(shù)據(jù)發(fā)生器的信號Q，輸出給第一乘法單元；第一乘法單元第一乘法單元接收控制器設(shè)定的參數(shù)^，將來自第一選擇開關(guān)的信號與參數(shù)A相乘，相乘之后的信號輸出給第一加法單元；第一加法單元第一加法單元接收控制器設(shè)定的參數(shù)/3，將來自第一乘法單元的信號與參數(shù)/3相加，相加之后的信號輸出給第一低通濾波單元；第一低通濾波單元第一低通濾波單元將來自第一加法單元的信號進(jìn)行低通濾波，輸出濾波之后的信號K給數(shù)字頻率合成單元；數(shù)字頻率合成單元數(shù)字頻率合成單元將來自第一低通濾波單元的信號7;作為頻率控制字，輸出經(jīng)過頻率調(diào)制之后的載波信號R，作為數(shù)字信號處理模塊的輸出信號。所述數(shù)字信號處理模塊的另一種實施方法，:包括第二選擇開關(guān)第二選擇開關(guān)接收控制器的指令K，選擇模數(shù)轉(zhuǎn)換器的信號P或偽隨機數(shù)據(jù)發(fā)生器的信號Q，輸出給第二乘法單元；第二乘法單元第二乘法單元接收控制器設(shè)定的參數(shù)&，將來自第二選擇開關(guān)的信號與參數(shù)&相乘，相乘之后的信號輸出給第二低通濾波單元；第二低通濾波單元第二低通濾波單元將來自第二乘法單元的信號進(jìn)行低通濾波，輸出濾波之后的信號r2給第三乘法單元；數(shù)字頻率合成單元數(shù)字頻率合成單元接收控制器設(shè)定的參數(shù)/3,將該參數(shù)/3作為頻率控制字，輸出一定頻率的載波信號給第三乘法單元；第三乘法單元:將來自第二低通濾波單元的信號r2和數(shù)字頻率合成單元的載波信號相乘，輸出相乘之后的信號R，作為數(shù)字信號處理模塊的輸出信號。一種通信系統(tǒng)抗相位噪聲性能測試方法，包括如下步驟步驟一由傳輸分析儀向調(diào)制器發(fā)送數(shù)據(jù)，調(diào)制器將數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制變頻之后，發(fā)送射頻傳輸信號給合路器，第二高斯白噪聲發(fā)生器輸出高斯白噪聲信號給合路器，合路器將射頻傳輸信號與高斯白噪聲信號相加，輸出相加后的信號給接收機，接收機解調(diào)之后輸出的數(shù)據(jù)發(fā)送給傳輸分析儀，測量此時傳輸系統(tǒng)的高斯白噪聲門限，記為A，單位dB;a)傳輸分析儀向調(diào)制器發(fā)送數(shù)據(jù)，調(diào)制器將數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制變頻，發(fā)送射頻傳輸信號給合路器，第二高斯白噪聲發(fā)生器輸出高斯白噪聲信號給合路器，合路器將射頻傳輸信號與高斯白噪聲信號相加，iT出相加后的信號給接收機；b)將調(diào)制器的輸出功率設(shè)定為一定值c。，單位dBm，將第二高斯白噪聲發(fā)生器的輸出設(shè)為0，此時接收信號沒有受到白噪聲的干擾，接收機正常接收；c)接收機將解調(diào)之后的碼流發(fā)送給傳輸分析儀，傳輸分析儀顯示此時傳輸誤碼率為d)增加第二高斯白噪聲發(fā)生器的輸出功率，使混入信號的高斯白噪聲逐步加大，直至接收機不能正常接收；e)逐步減小第二高斯白噪聲發(fā)生器的輸出功率，直至接收機恢復(fù)接收，傳輸分析儀顯示誤碼率低于門限值e;f)測量此時第二高斯白噪聲發(fā)生器的輸出功率，記為A，單位dBm;g)將載噪比c。/巧作為系統(tǒng)在高斯白噪聲信道下的載噪比門限^，單位dB。步驟二設(shè)定相噪仿真器的相位噪聲模型和參數(shù)，由傳輸分析儀向調(diào)制器發(fā)送數(shù)據(jù)，調(diào)制器將數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制變頻之后，發(fā)送射頻傳輸信號給相噪仿真器，相噪仿真器在傳輸信號中混入相位噪聲之后輸出信號給合路器，第二高斯白噪聲發(fā)生器輸出高斯白噪聲信號給合路器，合路器將混入相位噪聲的信號與高斯白噪聲信號相加，輸出相加后的信號給接收機，接收機解調(diào)之后輸出的數(shù)據(jù)發(fā)送給傳輸分析儀，測量接收機在該相噪模型下的工作狀態(tài)和傳輸系統(tǒng)的高斯白噪聲門限，工作狀態(tài)結(jié)果分為正常接收和接收失敗，門限記為^，單位dB;a)傳輸分析儀向調(diào)制器發(fā)送數(shù)據(jù)，調(diào)制器將數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制變頻，發(fā)送射頻傳輸信號給相噪仿真器，相噪仿真器在傳輸信號中混入相位噪聲之后輸出信號給合路器，第二高斯白噪聲發(fā)生器輸出高斯白噪聲信號給合路器，合路器將混入相位噪聲的信號與髙斯白噪聲信號相加，輸出相加后的信號給接收機；b)設(shè)定相噪仿真器的相位噪聲模型為模型A^;c)傳輸分析儀將測試碼流發(fā)送給調(diào)制器，調(diào)制器將調(diào)制后信號發(fā)送給相噪仿真器，接收機將解調(diào)之后的碼流發(fā)送給傳輸分析儀；d)將相噪仿真器的輸出功率設(shè)定為一定值c。，單位dBm，將第二高斯白噪聲發(fā)生器的輸出設(shè)為0，此時接收信號僅受到相位噪聲的干擾，接收機若不能正常接收，或者誤碼率大于門限e，則說明此通信系統(tǒng)在此相位噪聲影響下接收失敗，測試結(jié)束；若傳輸分析儀顯示誤碼率小于門限e,則說明接收正常，進(jìn)行下一步；9e)增加第二高斯白噪聲發(fā)生器的輸出功率，使混入信號的高斯白噪聲逐步加大，直至接收機不能正常接收；f)逐步減小第二高斯白噪聲發(fā)生器的輸出功率，直至接收機恢復(fù)接收，傳輸分析儀顯示誤碼率低于門限值；g)測量此時第二高斯白噪聲發(fā)生器的輸出功率，記為"2，單位dBm;h)將載噪比c。/"2作為系統(tǒng)在此相位噪聲干擾下高斯白噪聲信道的門限^，單位dB。步驟三比較步驟一和步驟二測得的工作狀態(tài)和高斯白噪聲信道下的門限，步驟二與步驟一測得的工作狀態(tài)和門限的惡化程度為/^-A，記為AA，單位dB，作為通信系統(tǒng)抗該模型相位噪聲的能力。測量接收機的工作狀態(tài)，若步驟2中d)步驟結(jié)果為接收失敗，那么記錄為該通信系統(tǒng)在相位噪聲模型A^下不能正常工作；若步驟2中d)步驟結(jié)果為接收正常，則計算步驟二和步驟一得出的門限之間差值^-a，記為M，單位dB，作為該通信系統(tǒng)抗相位噪聲模型iVp的性能指標(biāo)。步驟四在測試一種通信系統(tǒng)之后，要得出另一種通信系統(tǒng)在同一相位噪聲模型Wp下的性能，需要將該通信系統(tǒng)按照步驟一和步驟二的方式與測試設(shè)備連接，步驟二中設(shè)置同一種相噪模型iVp，重復(fù)步驟一到步驟三，得到該通信系統(tǒng)在同一相噪模型下的性能，然后比較兩種通信系統(tǒng)抗相位噪聲的能力優(yōu)劣。若后一種通信系統(tǒng)門限差A(yù)/M、于前一種系統(tǒng)，則認(rèn)為后一種通信系統(tǒng)抗相位噪聲性能優(yōu)于前一種系統(tǒng)，反之則差于前一種系統(tǒng)。上述測試過程中被測信號和所加高斯白噪聲處于射頻頻段或中頻頻段。相位噪聲模擬器的輸入信號和輸出信號的中心頻率是相同的。所述一種廣播通信發(fā)射機相噪仿真器，是測試系統(tǒng)中的相位噪聲模擬設(shè)備，可以根據(jù)測試的需要，在傳輸信號中混入特定模型的載波相位噪聲，用于抗相位噪聲性能的測試。其中相位噪聲模擬設(shè)備的輸入信號和輸出信號都是射頻信號，可以直接連接射頻調(diào)制器和射頻信號的接收機。本發(fā)明中相位噪聲模擬器含有多個振蕩器，各個振蕩器產(chǎn)生的載波信號不是理想的單頻信號，也會包含一定的相位噪聲，但是經(jīng)過分析可以認(rèn)為，振蕩器本身的相位噪聲與相位噪聲模型造成的干擾相比很小，可以忽略不計。上述一種通信系統(tǒng)抗相位噪聲性能測試方法，使系統(tǒng)處在一種可以定量加入相位噪聲的環(huán)境下，通過在不同相位噪聲模型下測得的系統(tǒng)高斯白噪聲信道信噪比門限，可以綜合得出該通信系統(tǒng)抗相位噪聲干擾的性能。本發(fā)明主要用于高頻數(shù)字通信系統(tǒng)的測試，隨著通信系統(tǒng)載波頻率的提高，相位噪聲更加明顯，對系統(tǒng)的影響更大，使用本發(fā)明可以在系統(tǒng)的研制階段測得系統(tǒng)受相位噪聲的影響。另外，本發(fā)明可以用于不同發(fā)射、接收系統(tǒng)傳輸方案的對比選擇，比如多載波通信系統(tǒng)受相位噪聲的影響相對較顯著，單載波通信系統(tǒng)相對抗相位噪聲干擾能力較強，在系統(tǒng)方案的初級階段可以使用本發(fā)明的測試方法進(jìn)行比較和選擇。總之，本發(fā)明提供一種靈活的相位噪聲仿真平臺，可以應(yīng)用于各種通信系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)，主要供通信系統(tǒng)性能測試使用。本發(fā)明一種廣播通信發(fā)射機的失真仿真器及抗相噪性能測試方法的優(yōu)點在于(1)在不需要大功率發(fā)射機的條件下進(jìn)行系統(tǒng)抗相位噪聲性能的測試，減少了實驗的復(fù)雜程度。(2)本發(fā)明一種廣播通信發(fā)射機的相噪仿真器的輸入輸出端口中心頻率由控制器設(shè)置，可適應(yīng)多種發(fā)射、接收設(shè)備在多個頻段下進(jìn)行測試。(3)本發(fā)明用一臺設(shè)備模擬多種發(fā)射機的相位噪聲失真，并且參數(shù)由用戶自行設(shè)定，節(jié)約了實驗成本。,說'B月圖l是本發(fā)明一種廣播通信發(fā)射機相噪仿真器的內(nèi)部框圖；圖2是本發(fā)明一種廣播通信發(fā)射機相噪仿真器的相噪載波產(chǎn)生器的內(nèi)部框圖；圖3是本發(fā)明一種通信系統(tǒng)抗相噪性能測試方法的測試系統(tǒng)設(shè)備框圖之一；圖4是本發(fā)明一種通信系統(tǒng)抗相噪性能測試方法的測試系統(tǒng)設(shè)備框圖之二；圖5是本發(fā)明一種廣播通信發(fā)射機相噪仿真器的數(shù)字信號處理模塊算法示意圖之一；圖6是本發(fā)明一種廣播通信發(fā)射機相噪仿真器的數(shù)字信號處理模塊算法示意圖之二；圖7是本發(fā)明一種通信系統(tǒng)抗相位噪聲性能測試方法中相位噪聲模型頻譜圖舉例；圖8是本發(fā)明一種廣播通信發(fā)射機相噪仿真器的相噪載波產(chǎn)生器的偽隨機數(shù)據(jù)發(fā)生器產(chǎn)生的偽隨機數(shù)據(jù)示例波形圖9是本發(fā)明一種廣播通信發(fā)射機相噪仿真器輸出的含有相噪的載波L的頻譜實例1;圖10是本發(fā)明一種廣播通信發(fā)射機相噪仿真器輸出的含有相噪的載波L的頻譜實例2。圖中l(wèi).調(diào)制器2.相噪仿真器21.第一混頻器22.第一低通濾波器23.帶通濾波器24.第二本地振蕩器25.第二混頻器26.第二低通濾波器27.第一本地振蕩器28.控制器29.相噪載波產(chǎn)生器291.第一高斯白噪聲發(fā)生器292.模數(shù)轉(zhuǎn)換器293.偽隨機數(shù)據(jù)發(fā)生器294.數(shù)字信號處理纟莫塊2940.第一選擇開關(guān)2941.第一乘法單元2942.第一加法單元2943.第一低通濾波單元2944.數(shù)字頻率合成單元2945.第二選擇開關(guān)2946.第二乘法單元2947.第二低通濾波單元2948.第三乘法單元295數(shù)模轉(zhuǎn)換器296.第四低通濾波器210.第三混頻器211.第三低通濾波器3.第二高斯白噪聲發(fā)生器4.合路器5箱收機6.傳輸分析儀具體實施例方式一種廣播通信發(fā)射機相噪仿真器，如圖1所示，包括第一混頻器21、第一低通濾波器22、帶通濾波器23、第二本地振蕩器24、第二混頻器25、第二低通濾波器26、第一本地振蕩器27、控制器28、相噪載波產(chǎn)生器29、第三混頻器210、第三低通濾波器211。調(diào)制器1輸出的射頻信號A輸入第一混頻器，設(shè)其中心頻率為義.，帶寬為R，且RX;第一本地振蕩器27產(chǎn)生第一級載波B，頻率為X，乂的值由控制器28輸出的控制信號J設(shè)定，且有/厶為中頻信號C的中心頻率，載波B輸出給第一混頻器21;在第一混頻器21中信號A與載波B相乘，將輸入信號A從射頻頻段搬移到中頻頻段，輸出中頻信號C，此中頻頻段的中心頻率是固定的，中心頻率為/，有厶=乂-,,且/Mx，/M《/;，信號C除了包含中頻分量之外，還包括高頻分量,+,，信號C輸出給第一低通濾波器22;中頻信號C進(jìn)入第一低通濾波器22濾除混頻過程產(chǎn)生的高頻分量X，變?yōu)樾盘朌，信號D中心頻率為厶，帶寬為R,信號D輸出給帶通濾波器23;信號D進(jìn)入帶通濾波器23濾除中頻頻帶之外的雜波分量，輸出信號E給第二混頻器25;第二本地振蕩器24產(chǎn)生一個高頻第二級載波F，高頻載波F的頻率設(shè)為/2，/2是固定值且高于調(diào)制器1所能輸出信號的最高頻率，即/2>/,,/2>乂，載波F輸出給第二混頻器25;第二混頻器25將信號E和載波F相乘，產(chǎn)生信號G，信號G中含有兩個分量，中心頻率分別在/2-/m和/2+/，信號G輸出給第二低通濾波器26;信號G經(jīng)過第二低通濾波器26濾除頻率較高的/2+/分量，保留中心頻率在/2-/m的分量，輸出信號H給第三混頻器210;控制器28向相噪載波產(chǎn)生器29發(fā)出指令信號K,相噪載波產(chǎn)生器29接收指令K中的內(nèi)容包括設(shè)定的相位噪聲產(chǎn)生模型、相位噪聲模型參數(shù)、第三級載波信號的頻率，相噪載波產(chǎn)生器29產(chǎn)生帶相位噪聲的第三級載波L，設(shè)載波L的中心頻率為/3，應(yīng)有/3=/2-/M-X,/3厶，載波L輸出給第三混頻器210;第三混頻器210將信號H(中心頻率為/2-/)和載波L(中心頻率為/3)相乘，產(chǎn)生信號M，信號M含有兩個頻率分量/2-厶-/3和/2-/+/3，信號M輸出給第三低通濾波器211;信號M輸入第三低通濾波器211，第三低通濾波器211將信號M中的高頻分量/2-/+/3濾除，保留分量/2-/-/3，且有,=/2-/-/3，輸出信號N，信號N的中心頻率為y;，帶寬為R，信號N的頻譜和中心頻率都與信號A相同，但信號N與信號A相比，混入了載波相位噪聲的干擾，達(dá)到了加入相位噪聲模型的目的。如圖2所示，所述相噪載波產(chǎn)生器29包括第一高斯白噪聲發(fā)生器291、模數(shù)轉(zhuǎn)換器292、偽隨機數(shù)據(jù)發(fā)生器293、數(shù)字信號處理模塊294、數(shù)模轉(zhuǎn)換器295、第四低通濾波器296。第一高斯白噪聲發(fā)生器291產(chǎn)生高斯白噪聲信號，輸出給模數(shù)轉(zhuǎn)換器292;模數(shù)轉(zhuǎn)換器292將第一高斯白噪聲發(fā)生器291輸出的高斯白噪聲模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號P,信號P輸出給數(shù)字信號處理模塊294;偽隨機數(shù)據(jù)發(fā)生器293內(nèi)部由數(shù)字運算產(chǎn)生偽隨機數(shù)據(jù)信號Q，信號Q輸入數(shù)字信號處理模塊294;數(shù)字信號處理模塊294接收控制器28發(fā)送的控制信息K，控制信息包括相位噪聲產(chǎn)生模型、相位噪聲l莫型參數(shù)、第三級載波信號的頻率/3、對兩路輸入信號的選擇設(shè)置，接收控制信息之后，數(shù)字信號處理模塊294對輸入的高斯白噪聲信號或偽隨機數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制，產(chǎn)生符合相位噪聲模型的數(shù)字載波信號R，輸出給數(shù)模轉(zhuǎn)換器295;數(shù)模轉(zhuǎn)換器295將數(shù)字載波信號R轉(zhuǎn)換為模擬載波信號S，輸出給第四低通濾波器296;由于數(shù)字信號R變?yōu)槟M信號S時，會在頻譜上產(chǎn)生以釆樣率為周期的鏡像信號，第四低通濾波器296濾除模擬載波信號S中的高頻鏡像分量，僅保留中心頻率在/3的信號，輸出信號L至第三混頻器210。圖3為所述數(shù)字信號處理模塊294的一種結(jié)構(gòu)實例，包括第一選擇開關(guān)2940、第一乘法單元2941、第一加法單元2942、第一低通濾波單元2943、數(shù)字頻率合成單元2944。該實例實現(xiàn)對輸入隨機信號的調(diào)頻調(diào)制。具體過程為輸入指令K設(shè)定第一選擇開關(guān)2940的選擇，設(shè)定第一乘法單元2941的參數(shù)A,，設(shè)定第一加法單元的參數(shù)/3;數(shù)字白噪聲信號P和偽隨機數(shù)據(jù)信號Q輸入第一選擇開關(guān)2940，第一選擇開關(guān)2940根據(jù)輸入指令K，選擇信號P或信號Q進(jìn)入第一乘法單元2941;第一乘法單元2941將第一選擇開關(guān)2940輸入的信號與參數(shù)^相乘，輸出結(jié)果給第一加法單元2942;第一加法單元2942將輸入信號與參數(shù)/3相加，輸出給第一低通濾波單元2943;第一低通濾波單元2943對lr入信號進(jìn)行限帶濾波，輸出濾波后信號《給數(shù)字頻率合成單元2944;數(shù)字頻率合成單元2944將輸入信號7;作為輸出頻率控制字，相當(dāng)于對輸入信號7;進(jìn)行調(diào)頻調(diào)制，輸出調(diào)制后數(shù)字載波信號R。圖4為所述數(shù)字信號處理模塊294的另一種結(jié)構(gòu)實例，包括第二選擇開關(guān)2945、第二乘法單元2946、第二低通濾波單元2947、第三乘法單元2948、數(shù)字頻率合成單元2944。該實例實現(xiàn)對輸入隨機信號的調(diào)幅調(diào)制。具體過程為輸入指令K設(shè)定第二選擇開關(guān)2945的選擇，設(shè)定第二乘法單元2946的參數(shù)&,設(shè)定數(shù)字頻率合成單元2944的參數(shù)/3;數(shù)字白噪聲信號P和偽隨機數(shù)據(jù)信號Q輸入第二選擇開關(guān)2945，第二選擇開關(guān)2945根據(jù)輸入指令K，選擇信號P或信號Q進(jìn)入第二乘法單元2946;第二乘法單元2946將第二選擇開關(guān)2945輸入的信號與參數(shù)&相乘，輸出結(jié)果給第二低通濾波單元2947;第二低通濾波單元2947對輸入信號進(jìn)行限帶濾波，輸出濾波后信號K給第三乘法單元2948;數(shù)字頻率合成單元2944將參數(shù)/3作為頻率控制字，輸出數(shù)字載波信號給第三乘法單元2948;第三乘法單元2948將輸入信號^與數(shù)字載波信號相乘，相當(dāng)于對輸入信號7;進(jìn)行調(diào)幅調(diào)制，輸出調(diào)幅后數(shù)字載波信號R。一種通信系統(tǒng)抗相位噪聲性能測試方法，包括如下步驟步驟一由傳輸分析儀6向調(diào)制器1發(fā)送數(shù)據(jù)，調(diào)制器1將數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制變頻之后，發(fā)送射頻傳輸信號給合路器4，第二高斯白噪聲發(fā)生器3輸出高斯白噪聲信號給合路器4，合路器4將射頻傳輸信號與高斯白噪聲信號相加，輸出相加后的信號給接收機5，接收機5解調(diào)之后輸出的數(shù)據(jù)發(fā)送給傳輸分析儀6，測量此時傳輸系統(tǒng)的高斯白噪聲門限，記為A，單位dB，所述各設(shè)備連接關(guān)系如圖5所示；a)傳輸分析儀6向調(diào)制器1發(fā)送數(shù)據(jù)，調(diào)制器1將數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制變頻，發(fā)送射頻傳輸信號給合路器4，第二高斯白噪聲發(fā)生器3輸出高斯白噪聲信號給合路器4，合路器4將射頻傳輸信號與髙斯白噪聲信號相加，輸出相加后的信號給接收機5;b)將調(diào)制器1的輸出功率設(shè)定為一定值c。，單位dBm，將第二高斯白噪聲發(fā)生器3的輸出設(shè)為0，此時接收信號沒有受到白噪聲的干擾，接收機5正常接收；c)接收機5將解調(diào)之后的碼流發(fā)送給傳輸分析儀6，傳輸分析儀6顯示此時傳輸i吳碼率為0;d)增加第二高斯白噪聲發(fā)生器3的輸出功率，使混入信號的高斯白噪聲逐步加大，直至接收機5不能正常接收；e)逐步減小第二高斯白噪聲發(fā)生器3的輸出功率，直至接收機5恢復(fù)接收，傳輸分析儀顯示誤碼率低于門限值e;f)測量此時第二高斯白噪聲發(fā)生器3的輸出功率，記為",，單位dBm;g)將載噪比c。/巧作為系統(tǒng)在高斯白噪聲信道下的載噪比門限^，單位dB。步驟二設(shè)定相噪仿真器2的相位噪聲模型和參數(shù)，由傳輸分析儀6向調(diào)制器1發(fā)送數(shù)據(jù)，調(diào)制器1將數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制變頻之后，發(fā)送射頻傳輸信號給相噪仿真器2，相噪仿真器2在傳輸信號中混入相位噪聲之后輸出信號給合路器4，第二高斯白噪聲3發(fā)生器輸出高斯白噪聲信號給合路器4，合路器4將混入相位噪聲的信號與高斯白噪聲信號相加，輸出相加后的信號給接收機5，接收機5解調(diào)之后輸出的數(shù)據(jù)發(fā)送給傳輸分析儀6，測量接收機5在該相噪模型下的工作狀態(tài)和傳輸系統(tǒng)的高斯白噪聲門限，工作狀態(tài)結(jié)果分為正常接收和接收失敗，門限記為&,單位犯，接入相噪仿真器2的設(shè)備連接關(guān)系如圖6所示；a)傳輸分析儀6向調(diào)制器1發(fā)送數(shù)據(jù)，調(diào)制器1將數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制變頻，發(fā)送射頻傳輸信號給相噪仿真器2，相噪仿真器2在傳輸信號中混入相位噪聲之后輸出信號給合路器4，第二高斯白噪聲發(fā)生器3輸出高斯白噪聲信號給合路器4，合路器4將混入相位噪聲的信號與高斯白噪聲信號相加，輸出相加后的信號給接收機5;b)設(shè)定相噪仿真器2的測試相位噪聲模型，命名為模型A^;c)傳輸分析儀6將測試碼流發(fā)送給調(diào)制器1，調(diào)制器1將調(diào)制后信號發(fā)送給相噪仿真器2，接收機5將解調(diào)之后的碼流發(fā)送給傳輸分析儀6;d)將相噪仿真器2的輸出功率設(shè)定為一定值c。，單位dBm,將第二高斯白噪聲發(fā)生器3的輸出設(shè)為0，此時接收信號僅受到相位噪聲的干擾，接收機若不能正常接收，或者誤碼率大于門限e，則說明此通信系統(tǒng)在此相位噪聲影響下接收失敗，測試結(jié)束；若傳輸分析儀6顯示誤碼率小于門限e，則說明接收5正常，進(jìn)行下一步；e)增加第二高斯白噪聲發(fā)生器2的輸出功率，使混入信號的高斯白噪聲逐步加大，直至接收機5不能正常接收；f)逐步減小第二高斯白噪聲發(fā)生器3的輸出功率，直至接收機5恢復(fù)接收，傳輸分析儀6顯示誤碼率低于門限值；g)測量此時第二高斯白噪聲發(fā)生器2的輸出功率，記為"2，單位dBm;h)將載噪比c。/"2作為系統(tǒng)在此相位噪聲干擾下髙斯白噪聲信道的門限^，單位dB。步驟三比較步驟一和步驟二測得的工作狀態(tài)和高斯白噪聲信道下的門限，步驟二與步驟一測得的工作狀態(tài)和門限的惡化程度為/^-A，記為M，單位dB，作為通信系統(tǒng)抗該模型相位噪聲的能力。測量接收機的工作狀態(tài)，若步驟2中d)步驟結(jié)果為接收失敗，那么記錄為該通信系統(tǒng)在相位噪聲I莫型A^下不能正常工作；若步驟2中d)步驟結(jié)果為接收正常，則計算步驟二和步驟一得出的門限之間差值^-^，記為AA，單位dB，作為該通信系統(tǒng)抗相位噪聲模型^的性能指標(biāo)。..步驟四在測試一種通信系統(tǒng)之后，要得出另一種通信系統(tǒng)在同一相位噪聲模型iVp下的性能，需要將該通信系統(tǒng)按照步驟一和步驟二的方式與測試設(shè)備連接，步驟二中設(shè)置同一種相噪模型Wp，重復(fù)步驟一到步驟三，得到該通信系統(tǒng)在同一相噪模型下的性能，然后比較兩種通信系統(tǒng)抗相位噪聲的能力優(yōu)劣。若后一種通信系統(tǒng)門限差A(yù)A小于前一種系統(tǒng)，則認(rèn)為后一種通信系統(tǒng)抗相位噪聲性能優(yōu)于前一種系統(tǒng)，反之則差于前一種系統(tǒng)。上述測試過程中被測信號和所加高斯白噪聲處于射頻頻段或中頻頻段。相位噪聲模擬器的輸入信號和輸出信號的中心頻率是相同的。下面以數(shù)字電視地面無線廣播為例，說明本發(fā)明測試方法的原理和工作過程數(shù)字電視地面無線廣播系統(tǒng)作為一種典型的無線寬帶通信系統(tǒng)，因為發(fā)射功率大，載波頻率高，一般需要多次變頻才能夠?qū)崿F(xiàn)頻譜搬移，使用振蕩器數(shù)量較多，所以相位噪聲是廣播發(fā)射機中一種主要的干擾之一。不同體制的無線廣播系統(tǒng)采用的調(diào)制方式不同，如單載波或多載波調(diào)制方式，其性能特點不同，例如，一般認(rèn)為，多載波調(diào)制方式對多徑干擾有很好的抑制作用，而單載波調(diào)制方式對頻偏和相位噪聲有很好的抗干擾能力。而且具體的抗干擾性能也隨著系統(tǒng)工作參數(shù)的變化而有所不同。采用本發(fā)明中的抗相位噪聲性能測試方法，可以對不同調(diào)制方式的抗相位噪聲性能進(jìn)行測試，得出的測試結(jié)果作為該系統(tǒng)抗相位噪聲性能，給系統(tǒng)的研制和使用提供重要參考。某兩種數(shù)字電視地面無線廣播通信系統(tǒng)(稱為甲系統(tǒng)和乙系統(tǒng))？敘目位噪聲性能測試過程，設(shè)備連接關(guān)系如圖5和圖6所示，步驟為步驟一測試甲系統(tǒng)在無相位噪聲影響時，在高斯白噪聲信道下的門限，設(shè)備連接關(guān)系如圖5所示。a)由傳輸分析儀6向調(diào)制器1發(fā)送數(shù)據(jù)，調(diào)制器1將數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制變頻，發(fā)送射頻傳輸信號給合路器4，第二高斯白噪聲發(fā)生器3輸出高斯白噪聲信號給合路器4，合路器4將射頻傳輸信號與高斯白噪聲信號相加，輸出相加后的信號給接收機5;15b)將調(diào)制器l的輸出功率設(shè)定為一定值c。，設(shè)為-53J5w，將第二髙斯白噪聲發(fā)生器3的輸出設(shè)為0，此時信號沒有受到白噪聲的干擾，接收機5正常接收；c)接收機5將解調(diào)之后的碼流發(fā)送給傳輸分析儀6，傳輸分析儀6顯示此時傳輸誤碼率為0;d)增加高斯白噪聲發(fā)生器3的輸出功率，使混入信號的高斯白噪聲逐步加大，直至接收機5不能正常接收；e)以0.1必w為單位逐步減小第二高斯白噪聲發(fā)生器3的輸出功率，直至接收機5恢復(fù)接收，傳輸分析儀6顯示誤碼率低于門限值e(設(shè)e的值為3X10—6);f)測量此時第二高斯白噪聲發(fā)生器3的輸出功率，記為巧，例如，此時第二高斯白噪聲發(fā)生器輸出功率為-63d5m;g)計算載噪比c。/",-53必m-(-63必附)=10必，甲系統(tǒng)在高斯白噪聲信道下的載噪比門限^=10^5。步驟二在測試系統(tǒng)中加入相噪仿真器2，使甲系統(tǒng)調(diào)制器1的信號經(jīng)過相位噪聲模擬器2之后再輸出給合路器4，測量此時系統(tǒng)在高斯白噪聲信道下的門限，設(shè)備連接關(guān)系如圖6所示a)傳輸分析儀6向調(diào)制器1發(fā)送數(shù)據(jù)，調(diào)制器1將數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制變頻，發(fā)送射頻傳輸信號給相噪仿真器2，相噪仿真器2在傳輸信號中混入相位噪聲之后輸出信號給合路器4，第二高斯白噪聲發(fā)生器3輸出高斯白噪聲信號給合路器4，合路器4將混入相位噪聲的信號與高斯白噪聲信號相加，輸出相加后的信號給接收機5;b)設(shè)定相噪仿真器2中的相位噪聲模型，命名為，莫型Wp，iVp實例如圖7和表1中的定義；<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>c)傳輸分析儀6將測試碼流發(fā)送給調(diào)制器1，調(diào)制器1將調(diào)制后信號發(fā)送給相噪仿真器2，接收機5將解調(diào)之后的碼流發(fā)送給傳輸分析儀6;d)將相位噪聲模擬器2的輸出功率設(shè)定為一定值c。，如-53Wm,將第二高斯白噪聲發(fā)生器3的輸出設(shè)為0，此時接收信號僅受到相位噪聲的干擾，接收機5正常接收；e)增加第二高斯白噪聲發(fā)生器3的輸出功率，使混入信號的高斯白噪聲逐步加大，直至接收機5不能正常接收；f)以0.為單位逐步減小第二高斯白噪聲發(fā)生器3的輸出功率，直至接收機5恢復(fù)接收，傳輸分析儀6顯示誤碼率低于門限值e(設(shè)e的值為3X10—6);g)測量此時第二高斯白噪聲發(fā)生器3的輸出功率，記為"2，例如，此時高斯白噪聲發(fā)生器輸出功率為-64J5m;h)將載噪比c。/"2=-53必附-(-64必附)=1l巡作為甲系統(tǒng)在此相位噪聲干擾下，高斯白噪聲信道的門限^=11必，可以看出，由于相位噪聲的干擾，甲系統(tǒng)在高斯白噪聲信道下的門限有所惡化。步驟三計算得出的門限之間差值A(chǔ)/^/^-/^l必，將AA作為甲系統(tǒng)抗相位噪聲模型^的性能指標(biāo)。步驟四對乙系統(tǒng)重復(fù)步驟一至步驟三，如果乙系統(tǒng)在相位噪聲模型A^下門限差值高于甲系統(tǒng)的門限差值(l必)，例如乙系統(tǒng)的門限差值大于l必或者接收失敗，說明乙系統(tǒng)抗相位噪聲模型A^的性能比甲系統(tǒng)要差；相反，若乙系統(tǒng)的門限差值小于W5，則說明乙系統(tǒng)抗相位噪聲模型的性能比甲系統(tǒng)要好。表1是本發(fā)明一種通信系統(tǒng)抗相位噪聲性能測試方法中對圖7相位噪聲模型頻譜圖的數(shù)據(jù)說明；測試過程中被測信號和所加高斯白噪聲都處于射頻頻段，相位噪聲模擬器2的輸入信號和輸出信號的中心頻率相同，這樣可以在不改變原系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的情況下進(jìn)行測試。在單次測試之后，得出的結(jié)果為該通信系統(tǒng)在此相位噪聲模型下的性能，要得出通信系統(tǒng)在其他相位噪聲模型下的性能，需要設(shè)定其他相噪模型再次按步驟一至步驟三進(jìn)行測試。測試多個相位噪聲模型下的性能之后，可以綜合總結(jié)得出該通信系統(tǒng)抗相位噪聲的性能。在本發(fā)明的相噪載波產(chǎn)生器29的一個具體實施例1中，數(shù)字信號處理模塊294選擇對數(shù)字高斯白噪聲信號進(jìn)行調(diào)制，調(diào)制方式為調(diào)頻方式，結(jié)構(gòu)如圖3所示，設(shè)經(jīng)過第一低通濾波單元2糾3的數(shù)字高斯白噪聲信號《為iV。W，經(jīng)過數(shù)字頻率合成單元2944轉(zhuǎn)換為數(shù)字載波信號，再經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換器295變?yōu)槟M信號、再經(jīng)過第四低通濾波器296濾除鏡像分量之后，輸出載波信號L(設(shè)為s,(O)的表達(dá)式為>$丄")=^cos{2;r[/3+A'iV。O)卜+其中，A為輸出載波幅度，/3為載波基準(zhǔn)頻率，A為調(diào)頻系數(shù)，萍)為相位變量(在此例中為常數(shù))。在此例中，數(shù)字信號處理模塊294中數(shù)字頻萼ir成單元2944的輸出頻率為/3，模數(shù)轉(zhuǎn)換器292的轉(zhuǎn)換位寬為10位，模擬高斯白噪聲信號通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器292量化為均值為0，方差為27的數(shù)字高斯白噪聲信號；數(shù)字頻率合成單元2944的參考時鐘為500MHz，頻率控制字位寬為32位，可以算出合成頻率的分辨力為500#他/232=0.1164論，這里^可以理解為輸入調(diào)制信號轉(zhuǎn)換為調(diào)頻頻偏的最小單位倍數(shù)，當(dāng)^=1時，輸入的白噪聲造成的最大頻率變化為0.1164他x2"^119.2他，當(dāng)&變大時，相應(yīng)相位噪聲就更大。圖8為A,5時的載波信號L頻譜形狀，圖9為4-20時的載波信號L頻譜形狀，可以看出圖10中的相位噪聲比圖9中的更加惡劣，也就是說，通過控制輸入高斯白噪聲的幅度大小和調(diào)頻系數(shù)A的值，可以設(shè)定載波中混入的相位噪聲大小，達(dá)到測試模型的要求。在本發(fā)明的相噪載波產(chǎn)生器29的一個具體實施例2中，結(jié)構(gòu)如圖3所示，數(shù)字信號處理模塊294的數(shù)據(jù)源采用偽隨機數(shù)據(jù)發(fā)生器293輸出的信號，偽隨機數(shù)據(jù)為均值為O，方差為27的符合高斯分布的隨機整數(shù)，波形如圖10所示，調(diào)制方式釆用調(diào)頻方式，釆用與上例相同的參數(shù)控制，形成符合要求的相位噪聲。采用偽隨機數(shù)據(jù)發(fā)生器的數(shù)據(jù)優(yōu)點在于，隨機數(shù)據(jù)的產(chǎn)生受物理環(huán)境的影響很小，器件制作簡單、成本低，并且可以任意改變生成偽隨機數(shù)據(jù)的分布規(guī)律等。在本發(fā)明相噪載波產(chǎn)生器29的一個具體實施例3中，結(jié)構(gòu)如圖4所示，數(shù)字信號處理才莫塊294中對偽隨機數(shù)據(jù)發(fā)生器293輸出的信號進(jìn)行調(diào)幅調(diào)制，結(jié)構(gòu)如圖4所示，設(shè)經(jīng)過第二低通濾波單元2947的偽隨機數(shù)據(jù)信號7;為A^")，在乘法單元2948中與載波信號相乘，輸出數(shù)字載波信號R，再通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器295變?yōu)槟M載波信號，再通過第四低通濾波器濾除鏡像分量，輸出信號L(設(shè)為&(r))的表達(dá)式為&(,)=Jcos[2;r/3f>VMW其中，A為輸出載波幅度，/3為載波基準(zhǔn)頻率，/^為調(diào)幅系數(shù)。通過調(diào)幅調(diào)制在載波中混入了相位噪聲，是實現(xiàn)相位噪聲模型的另一種方法。權(quán)利要求1、一種廣播通信發(fā)射機相噪仿真器，其特征在于，包括第一混頻器、第一低通濾波器、帶通濾波器、第一本地振蕩器、第二本地振蕩器、第二混頻器、第二低通濾波器、相噪載波產(chǎn)生器、第三混頻器、第三低通濾波器、控制器；所述第一混頻器將仿真器輸入的射頻信號與第一本地振蕩器產(chǎn)生的第一級載波信號相乘，將輸入射頻信號下變頻，輸出下變頻之后的信號給第一低通濾波器；所述第一低通濾波器對第一混頻器輸出的下變頻之后的信號進(jìn)行低通濾波，濾除高頻鏡像分量，輸出給帶通濾波器；所述帶通濾波器對第一低通濾波器輸出的信號進(jìn)行帶通濾波，濾除中頻之外的頻率分量，輸出中頻信號給第二混頻器；所述第一本地振蕩器產(chǎn)生第一級載波信號，頻點由控制器設(shè)置，載波信號輸出給第一混頻器；所述第二本地振蕩器產(chǎn)生第二級載波信號，輸出給第二混頻器；所述第二混頻器將帶通濾波器輸出的中頻信號與第二本地振蕩器產(chǎn)生的第二級載波信號相乘，將中頻信號上變頻到射頻，輸出上變頻后信號給第二低通濾波器；所述第二低通濾波器對第二混頻器輸出的上變頻之后的信號進(jìn)行低通濾波，濾除高頻鏡像分量，輸出給第三混頻器；所述相噪載波產(chǎn)生器接收控制器發(fā)送的控制信息，產(chǎn)生符合相位噪聲模型的第三級載波信號，輸出給第三混頻器；所述第三混頻器將相噪載波產(chǎn)生器發(fā)出的第三級載波信號與第二低通濾波器輸出的信號相乘，對第二低通濾波器輸出的信號進(jìn)行頻譜搬移，搬移之后的信號輸出給第三低通濾波器，搬移之后的信號與仿真器輸入射頻信號中心頻點相同；所述第三低通濾波器濾除第三混頻器輸出信號中的高頻鏡像分量，濾波之后的信號作為所述相噪仿真器的輸出信號；所述控制器向第一本地振蕩器和相噪載波產(chǎn)生器發(fā)送控制信息，設(shè)定第一本地振蕩器輸出的第一級載波頻率，設(shè)定相噪載波產(chǎn)生器輸出的第三級載波頻率，設(shè)定相噪載波產(chǎn)生器的相位噪聲模型和參數(shù)，設(shè)定相噪載波產(chǎn)生器內(nèi)部采用的數(shù)據(jù)源。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廣播通信發(fā)射機相噪仿真器，其特征在于，所述第二本地振蕩器輸出的第二級載波信號頻率是固定值。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廣播通信發(fā)射機相噪仿真器，其特征在于，所述第三混頻器輸出信號的載波頻率與仿真器輸入信號的載波頻率相同。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廣播通信發(fā)射機相噪仿真器，其特征在于，所述相噪載波產(chǎn)生器，包括第一高斯白噪聲發(fā)生器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、偽隨機數(shù)據(jù)發(fā)生器、數(shù)字信號處理模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、第四低通濾波器；所述第一高斯白噪聲發(fā)生器產(chǎn)生高斯白噪聲信號，輸出給模數(shù)轉(zhuǎn)換器；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器將高斯白噪聲發(fā)生器輸出的高斯白噪聲模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，輸出給數(shù)字信號處理模塊；所述偽隨機數(shù)據(jù)發(fā)生器產(chǎn)生偽隨機數(shù)字信號，輸出給數(shù)字信號處理模塊；所述數(shù)字信號處理模塊接收控制器輸入的控制信息，控制信息包括相位噪聲產(chǎn)生模型、相位噪聲模型參數(shù)、第三級載波信號的頻率、對兩路輸入信號的選擇設(shè)置，接收控制信息之后，數(shù)字信號處理模塊對輸入的高斯白噪聲信號或偽隨機數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制，產(chǎn)生符合相位噪聲模型的數(shù)字載波信號；所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器將數(shù)字信號處理模塊產(chǎn)生的數(shù)字載波信號轉(zhuǎn)換為模擬信號，輸出給第四低通濾波器；所述第四低通濾波器濾除輸入模擬信號中的高頻鏡像分量，輸出作為第三級載波信號。5、根據(jù)權(quán)利要求4所述廣播通信發(fā)射機相噪仿真器，其特征在于，所述數(shù)字信號處理模塊，包括數(shù)字頻率合成單元、低通濾波單元、乘法單元、加法單元，通過上述單元對輸入信號進(jìn)行調(diào)制，調(diào)制方式和參數(shù)符合控制器發(fā)送的控制信息，輸出數(shù)字載波信號符合控制器發(fā)送的相位噪聲模型；所述數(shù)字頻率合成單元輸入信號作為數(shù)字頻率合成單元的頻率控制字，輸出符合頻率控制字的數(shù)字載波信號，作為乘法單元的輸入信號或數(shù)字信號處理模塊的輸出信號；所述低通濾波單元對輸入信號進(jìn)行低通濾波，濾波之后的結(jié)果作為乘法單元或數(shù)字頻率合成單元的輸入信號；所述乘法單元乘法單元將兩路輸入信號相乘，相乘的結(jié)果作為加法單元的輸入信號或數(shù)字信號處理模塊的輸出信號；所述加法單元將輸入的多路信號進(jìn)行相加運算，并輸出相加之后的結(jié)果信號。6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種廣播通信發(fā)射機相噪仿真器，其特征在于，所述數(shù)字信號處理模塊，包括第一選擇開關(guān)、第一乘法單元、第一加法單元、第一低通濾波單元、數(shù)字頻率合成單元；所述第一選擇開關(guān)第一選擇開關(guān)接收控制器的指令，選擇模數(shù)轉(zhuǎn)換器的信號或偽隨機數(shù)據(jù)發(fā)生器的信號，輸出給第一乘法單元；所述第一乘法單元第一乘法單元接收控制器設(shè)定的參數(shù)，將來自第一選擇開關(guān)的信號與參數(shù)相乘，相乘之后的信號輸出給第一加法單元；所述第一加法單元第一加法單元接收控制器i交定的參數(shù)，將來自第一乘法單元的信號與參數(shù)相加，相加之后的信號輸出給第一低通濾波單元；所述第一低通濾波單元第一低通濾波單元將來自第一加法單元的信號進(jìn)行低通濾波，輸出濾波之后的信號給數(shù)字頻率合成單元；所述數(shù)字頻率合成單元數(shù)字頻率合成單元將來自第一低通濾波單元的信號作為頻率控制字，輸出經(jīng)過頻率調(diào)制之后的載波信號，作為數(shù)字信號處理模塊的輸出信號。7、根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種廣播通信發(fā)射機相噪仿真器，其特征在于，所述數(shù)字信號處理模塊包括第二選擇開關(guān)、第二乘法單元、第二低通濾波單元、第三乘法單元和數(shù)字頻率合成單元；所述第二選擇開關(guān)第二選擇開關(guān)接收控制器的指令，選擇，莫數(shù)轉(zhuǎn)換器的信號或偽隨機數(shù)據(jù)發(fā)生器的信號，輸出給第二乘法單元；所述第二乘法單元第二乘法單元接收控制器設(shè)定的參數(shù)，將來自第二選擇開關(guān)的信號與參數(shù)相乘，相乘之后的信號輸出給第二低通濾波單元；所述第二低通濾波單元第二低通濾波單元將來自第二乘法單元的信號進(jìn)行低通濾波，輸出濾波之后的信號給第三乘法單元；所述數(shù)字頻率合成單元數(shù)字頻率合成單元接收控制器設(shè)定的參數(shù)，將該參數(shù)作為頻率控制字，輸出一定頻率的載波信號給第三乘法單元；所述第三乘法單元將來自第二低通濾波單元的信號和數(shù)字頻率合成單元的載波信號相乘，輸出相乘之后的信號，作為數(shù)字信號處理模塊的輸出信號。8、一種通信系統(tǒng)抗相位噪聲性能測試方法，包括如下步驟步驟一，由傳輸分析儀向調(diào)制器發(fā)送數(shù)據(jù)，調(diào)制器將數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制變頻之后，發(fā)送射頻傳輸信號給合路器，第二高斯白噪聲發(fā)生器輸出高斯白噪聲信號給合路器，合路器將射頻傳輸信號與高斯白噪聲信號相加，輸出相加后的信號給接收機，接收機解調(diào)之后輸出的數(shù)據(jù)發(fā)送給傳輸分析儀，測量此時傳輸系統(tǒng)的高斯白噪聲門限；步驟二，設(shè)定權(quán)利要求1所述的相噪仿真器的相位噪聲模型和參數(shù)，由傳輸分析儀向調(diào)制器發(fā)送數(shù)據(jù)，調(diào)制器將數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制變頻之后，發(fā)送射頻傳輸信號給相噪仿真器，相噪仿真器在傳輸信號中混入相位噪聲之后輸出信號輸出至合路器，第二高斯白噪聲發(fā)生器輸出高斯白噪聲信號也輸出至合路器，合路器將混入相位噪聲的信號與高斯白噪聲信號相加，相加后的信號輸出至接收機，接收機解調(diào)之后輸出的數(shù)據(jù)發(fā)送給傳輸分析儀，測量接收機在該相噪模型下的工作狀態(tài)和傳輸系統(tǒng)的高斯白噪聲門限；步驟三，比較步驟一和步驟二測得的工作狀態(tài)和高斯白噪聲信道下的門限，將步驟二與步驟一測得的工作狀態(tài)和門限的差值作為通信系統(tǒng)抗該模型相位噪聲的能力；步驟四在測試一種通信系統(tǒng)之后，要得出另一種通信系統(tǒng)在同一相位噪聲模型下的性能，需要將該通信系統(tǒng)按照步驟一和步驟二的方式與測試設(shè)備連接，步驟二中設(shè)置同一種相噪模型，重復(fù)步驟一到步驟三，得到該通信系統(tǒng)在同一相噪模型下的性能，然后比較兩種通信系統(tǒng)抗相位噪聲的能力優(yōu)劣。9、根據(jù)權(quán)利要求8所述一種通信系統(tǒng)抗相位噪聲性能測試方法，其特征在于，所述相噪仿真器輸出信號的中心頻率與調(diào)制器輸出信號中心頻率相同。全文摘要本發(fā)明公開了一種廣播通信發(fā)射機相噪仿真器及抗相噪性能測試方法，具體來說是模擬廣播通信發(fā)射機相位噪聲的仿真器裝置及對通信系統(tǒng)進(jìn)行抗相位噪聲性能測試的方法。發(fā)射機相噪仿真器包括相噪載波產(chǎn)生器，用于產(chǎn)生符合相位噪聲模型的載波信號，仿真器的工作頻段由控制器進(jìn)行設(shè)置?？瓜嘣胄阅軠y試方法測試通信系統(tǒng)在高斯白噪聲信道下和受到相位噪聲干擾后在高斯白噪聲信道下的信噪比門限，得出兩次測量的門限差作為該系統(tǒng)抗此模型相位噪聲的性能。利用本發(fā)明所述方法和裝置，可以在實驗室內(nèi)測試某種通信系統(tǒng)抗多種模型相位噪聲干擾的性能，總結(jié)該系統(tǒng)抗相位噪聲的能力，并可以對多種系統(tǒng)的性能做出比較，為系統(tǒng)的研制和開發(fā)提供參考。文檔編號H04B17/00GK101442368SQ20081024117公開日2009年5月27日申請日期2008年12月26日優(yōu)先權(quán)日2008年12月26日發(fā)明者展張,張曉林,鈾李,程路申請人:北京航空航天大學(xué)