[发明专利]一种测量通信物理层信道频率幅度响应的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种测量通信物理层信道频率幅度响应的方法和系统。

背景技术

在有些应用场景，通信线路的物理层信道传输特性非常复杂，信号衰减严重，噪声非常大，使物理层信道传输特性测量分析非常困难。例如在电力线通信领域，电力线信道对信号的衰减是色散的，信号频率越高，衰减越大。同时，由于受到电力线各种分支线路和插头的影响，信号传输还因反射而导致信号畸变。此外，电力线上各种不同衰减特性的开关导致物理层信道传输特性变得更复杂。电力线信道除了对信号传输的影响非常复杂外，电力线信道的噪声也非常复杂而且噪声强度很大。以上原因导致电力线通信网路各处的物理层信道传输特性差异极大，并且由于强噪声和弱信号的原因，对物理层信道传输特性的测量分析变得非常困难。

发明内容

本发明所要解决在通信线路的极低信噪比环境下对物理层信道传输特性进行测量分析的技术问题，提供一种测量通信物理层信道频率幅度响应的方法和系统。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种测量通信物理层信道频率幅度响应的方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤1,产生数字基带测试信号；

步骤2,将数字基带测试信号转换为模拟基带测试信号；

步骤3,对模拟基带测试信号进行滤波、上变频和放大的模拟前端处理,并输入到被测试信道；

步骤4,对从被测试信道接收到的模拟接收信号进行放大、下变频和滤波的模拟前端处理，形成模拟基带接收信号；

步骤5,对模拟基带接收信号进行采样并转化为数字基带接收信号；

步骤6,对数字基带接收信号进行分析计算，得到被测试信道的传输特性频率幅度响应特性。

步骤1具体包括：

步骤11，确定测试信号的循环周期N，FFT的点数即Nfft,数字基带测试信号的平均幅度Am和随机数字序列S0；

N＝ceil((F2-F1)/Wi/K)；其中ceil为向上取整函数,F1、F2为被测试信道的传输特性需要测量的频率范围，且F2＞F1；Wi为被测试信道的传输特性需要达到的分辨率；K为测试信号包含的单频信号的数量，且1≤K≤(F2-F1)/Wi；

Nfft为满足Nfft>2*K*N的整数；

S0＝(s₀,s₁,…,s_Nfft-1),S0为取值为1或-1且长度为Nfft的随机数字序列；

Am根据步骤2中数模转换的位宽确定，即步骤2中将数字基带测试信号转换为模拟基带测试信号时，根据数模转换的位宽，会确定一个平均幅度Am；

步骤12,确定频域基带测试信号S1，频域基带测试信号具体表示为S1(i,j),其中i＝0，1，2，……，表示时域上的第i次频域基带测试信号，j＝0，1，2，…，Nfft-1，表示频域基带测试信号的第j个频率位置,当K*N≤j<Nfft时，S1(i,j)＝0，当0≤j<K*N时，如果jmodN＝imodN，则S1(i,j)＝s_j，其中s_j为步骤11中数字随机序列S0中位置为j时的取值,否则S1(i,j)＝0；

步骤13,根据频域基带测试信号S1产生时域基带测试信号S2，时域基带测试信号S2具体表示为S2(t,i,j)，其中t＝0,1,2,…,T-1，表示时域信号的第t次重复，i＝0，1，2，……，表示时域上的第i次时域基带测试信号，j＝0，1，2，…，Nfft-1，表示时域基带测试信号的第j个时域位置；S2(t,i,:)＝(Am*Nfft*K^-0.5)*IFFT(S1(i,:))，即时域基带测试信号由频域基带测试信号通过IFFT变换得到并重复T次，其中S1(i,:)为S1(i,0)，S1(i,1)，S1(i,2)，…，S1(i,Nfft-1)的简化表示，S2(t,i,:)为S2(t,i,0)，S2(t,i,1)，S2(t,i,2)，…，S2(t,i,Nfft-1)的简化表示，S1(i,:)表示第i次产生的频域基带测试信号，其中S2(t,i,:)表示时域上第i次产生的时域基带测试信号的第t次重复。

所述步骤2中数模转换和步骤5中模数转换的采样频率均为Fs＝Nfft*Wi,其中Nfft为FFT的点数，且Nfft为满足Nfft>2*K*N的整数，Wi为被测试信道的传输特性需要达到的分辨率。

所述步骤3中对模拟基带测试信号进行低通滤波。

所述步骤6具体包括：