[发明专利]一种信号分析仪OFDM信号解调方法

说明书

本发明公开了一种信号分析仪OFDM信号解调方法，该方法基于信号分析仪平台，采用纯软件方式设计一种OFDM信号完整解调测试分析方案，使信号分析仪具备OFDM信号解调测试功能，以满足WLAN发射设备中OFDM信号的调制质量测试需求，同时也为无线通信标准中OFDM信号的测试提供通用解调测试手段。该方法主要包括脉冲搜索、采样率变换、帧同步、载波同步、OFDM符号解调、信道估计与均衡、调制参数解析、导频跟踪和解码及参数输出等步骤。由于本发明采用纯软件方式实现，成本小，可移植性好；同时采用了导频跟踪技术实现了高精度解调及参数计算，可满足高精度测量仪器的OFDM信号解调测试需求。

技术领域

本发明涉及一种信号分析仪OFDM信号解调方法。

背景技术

随着无线通信技术的飞速发展，无线局域网(WLAN)及其产品应用广泛，如短距离无线通信、工业控制、智能家居等。广泛的应用、众多的无限设备隐藏着巨大的市场测试需求。同时信号分析仪作为电子通信领域的重要测试仪表，目前已从基本的频谱测试发展为集频谱功率测试、设备故障诊断、复杂调制信号分析等功能于一体的多功能仪表。

而目前的WLAN设备其采用的重要信号传输技术为正交频分复用(OFDM)技术，因此信号分析仪若对WLAN设备进行测试则必须具备OFDM信号的测试能力。

OFDM是一种多载波传输技术，其基本思想是把高速数据流串并变换为N路速率较低的子数据流，并通过IFFT用它们分别去调制N路正交的子载波，形成一个OFDM符号，然后将OFDM符号并串转换再加入保护间隔进行传输，其调制原理如图1所示。

OFDM技术拥有众多的优良特性：(1)子载波之间正交，在频谱重叠的情况下，仍然可以实现子载波信号的分离，频谱利用率高；(2)将高速的数据流通过串并变换分配到相对速度较低的若干子信道中进行传输，使每个子信道中的符号周期相对增大，提高了抗多径及频率选择性衰落能力；(3)增加保护间隔(循环前缀)有效克服了码间串扰；(4)利用IFFT与FFT变换实现调制和解调，实现高效，运算速度快。

正是由于其上述特征，OFDM技术被多种无限通信标准采用作为其物理层传输技术，其中无限局域网(WLAN)就是其重要应用之一。目前公开文献中的OFDM信号解调方法多基于解调器，采用硬件电路方案实现，其解调方案如图2所示。

射频输入信号经前端变频接收、抗混叠滤波、ADC采集、数字下变频和抽取滤波得到基带IQ数据，之后进行OFDM信号的解调。其解调部分主要包括信号检测、载波同步、OFDM符号解调、解码等步骤。基带IQ数据经门限阈值判定实现输入信号检测，利用锁相环进行载波同步。在完成载波同步处理后通过去保护间隔及FFT运算实现OFDM符号的解调，最后对解调后的信号进行解码实现对传输信息的恢复。从信号检测至最终解码多采用FPGA+DSP架构实现，在接收机中通常也被称为OFDM解调器。

现有技术方案多用于设计解调器，基于FPGA+DSP硬件架构，成本高、可移植性差。目前OFDM解调方案多应用于接收机，目的是进行信息接收，对于解调星座质量要求不高，同时也不进行调制误差等参数的计算。而与接收机不同，信号分析仪主要用途为对信号进行测试分析，并通过对信号的测试分析实现对被测设备的测试，其测试结果对测量精度要求较高，因而现有技术方案多不适合信号分析仪。

发明内容

本发明的目的在于提出一种信号分析仪OFDM信号解调方法，其解调测试精度高，且可以分析调制误差等参数，最终满足OFDM发射机等设备的测试分析需求。

本发明为了实现上述目的，采用如下技术方案：

一种信号分析仪OFDM信号解调方法，包括如下步骤：

s1.脉冲搜索

对于采用脉冲形式的OFDM信号，在对其解调前需要首先进行脉冲捕获操作；

s2.采样率变换