專利名稱：數(shù)字調(diào)制高頻信號的i和/或q分量的圖形表示方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)字調(diào)制高頻信號(例如正交幅度調(diào)制(QAM)信號或殘留邊帶調(diào)制(VSB)信號)的I和/或Q分量的圖形表示方法，以及實施該方法的裝置。
背景技術(shù)：
為了評估和監(jiān)視現(xiàn)代通信系統(tǒng)，必須利用測量技術(shù)來記錄在此情況下使用的數(shù)字調(diào)制高頻信號。通過I/Q星座圖來描述這種數(shù)字調(diào)制高頻信號。比如，由DE19547896A1可知，可以在屏幕上直接以圖形的方式向觀察者提供象64QAM那樣的相對高階的數(shù)字調(diào)制的星座圖。
眾所周知，在接收機的I/Q解調(diào)器中按時序測量到的I/Q分量可以單獨地以圖形的方式顯示在屏幕上，或者，可選地，也可以同時疊加，使得在星座圖中表示各個碼元的值云(value cloud)的間隔在屏幕上顯示為所謂的“眼圖(eye-diagram)”。這樣顯示的所謂“眼開度(eye-opening)”提供了數(shù)字調(diào)制和信號傳輸?shù)馁|(zhì)量測量。
這些已知表示方法的一個缺點是它們不能提供任何可能出現(xiàn)的干擾(比如任何周期性出現(xiàn)的干擾脈沖)的時間歷程(temporal course)的充分信息。另外，在這些已知的表示方法中，只在屏幕上顯示和提供了在一個短的時間窗口中記錄的實際存在的I/Q數(shù)據(jù)的一小部分。而大量的測量值根本沒有記錄下來，因此這種表示方法存在很大的不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種數(shù)字調(diào)制高頻信號I/Q分量的圖形表示方法，其避免了上述的缺點，并且提供了關(guān)于所表示的信號的時間歷程的信息。本發(fā)明的另一個目的在于提供一種可以無縫地表示數(shù)字調(diào)制高頻信號的I/Q分量的裝置。
根據(jù)本發(fā)明，通過一種具有權(quán)利要求1的特征的方法和具有權(quán)利要求5的特征的裝置實現(xiàn)了上述目的。在各個從屬權(quán)利要求中限定了其它有利的實施例。
根據(jù)本發(fā)明的方法，在圖形顯示中并列地表示按照時序測量到的I和/或Q分量。因此，時間也作為另一維以圖形的方式表示出來。這樣，可以明確地識別出以其它方式無法可靠地記錄，或者因為很少出現(xiàn)而無法記錄的，例如，信號的周期性干擾。然而，可以按照和上述眼圖完全一樣的方式測量所謂的最小眼開度(其時間歷程由圖形表示的I/Q分量之間的距離來圖形地表示)。根據(jù)本發(fā)明的方法適用于所有的參照I分量或Q分量或者組合I/Q分量確定的傳統(tǒng)數(shù)字調(diào)制高頻信號，例如，傳統(tǒng)的正交幅度調(diào)制(QAM)信號，或者在美國很普通的殘留邊帶調(diào)制(例如8VSB)的圖形表示。


下面參照示意性實施例的附圖來對本發(fā)明進行詳細說明。圖中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的裝置的概要電路圖；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的略圖；圖3示出了測量結(jié)果的第一個示例；圖4示出了測量結(jié)果的第二個示例。
具體實施例方式
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明方法的實現(xiàn)裝置的概要電路圖，例如，用于64QAM信號。QAM調(diào)制高頻信號在接收機1的I/Q解調(diào)器中進行解調(diào)。并行地提供按照時序無縫解調(diào)的I/Q分量以在解調(diào)器的輸出端進一步處理。在所示的示例性實施例中，I和Q分量均要進行評估。從而在轉(zhuǎn)換器2中把并行到達的I和Q分量轉(zhuǎn)換成串行I/Q分量，并提供給檢測裝置3，其中檢測裝置3由n(一較大的數(shù))個并行布置的輻度閾值檢測器4構(gòu)成，各個輻度閾值檢測器4被調(diào)節(jié)到相關(guān)星座圖的表示范圍內(nèi)的不同閾值0至n，例如對于64QAM，該范圍是從-8到+8。這些檢測器4的輸出端連接到掃描器5，通過掃描器5以固定的時間間隔(例如100ms)對n個檢測器4的相關(guān)狀態(tài)進行掃描。在緩沖存儲器6中將掃描結(jié)果作為數(shù)字結(jié)果值存入中間存儲結(jié)構(gòu)中，讀取器7以固定的時間間隔從緩沖存儲器6中讀取結(jié)果值，并且在計算和顯示裝置8(顯示和數(shù)字信號處理器)的屏幕上以圖形的方式顯示出來。
圖2示意性地示出了在QAM信號的情況下，根據(jù)本發(fā)明的方法的原理，其中QAM信號的I和Q分量都要評估。對I/Q解調(diào)器的輸出端按照時序并行提供的I和Q分量進行比較，以生成多個星座圖包P，例如，長度為100ms。如圖2所示，將I分量旋轉(zhuǎn)90°，從而其方向與Q分量的垂直方向一致。這樣提供了星座圖的一維表示。在此，沒有信息丟失?，F(xiàn)在把這些按照時間順序生成的星座圖包P的一維I/Q表示逐個地圖形表示出來，從而在顯示中包含了時間作為另外一維。
關(guān)于存儲技術(shù)，根據(jù)圖1所示的裝置，在轉(zhuǎn)換器2中將并行I/Q分量轉(zhuǎn)換成串行分量，并作為相同的分量提供給檢測裝置3。n個檢測器4分別確定哪個串行提供的I/Q分量對應于與其相關(guān)的值(比如，0到255)。如果I或Q分量對應于一個檢測裝置的相關(guān)閾值，則這個檢測器被激活，其輸出值由0設定為1。在給定的檢測時間之后，比如100ms之后，掃描器5確定在這段檢測時間中檢測裝置0到n中的哪一個被激活。在緩沖存儲器6中將結(jié)果作為數(shù)字結(jié)果值存入內(nèi)部存儲結(jié)構(gòu)中。在從掃描器的最后一次掃描開始的時間內(nèi)出現(xiàn)的測量信號的結(jié)果值中，對來自所有n個檢測器的結(jié)果進行比較。相應的，各個數(shù)字結(jié)果值具有和檢測器一樣多的二進制位數(shù)。因此每一位都精確地表征了可能的I或Q分量之一。
另一種可能性是結(jié)果值是多位數(shù)，其可以解釋為數(shù)組的地址。這些位還是表征了I或Q值。這些位的值(地址的內(nèi)容)是由所分配的從檢測器復位開始出現(xiàn)的測量值的個數(shù)確定的。因此，各個事件使地址的內(nèi)容遞增。這樣，不僅能知道測量值的出現(xiàn)，還可以知道測量值的頻率。這可以特別有利地用于，例如，對出現(xiàn)的I/Q分量的頻率分布進行圖形表示，例如，通過色標。
讀取器7讀出存儲在緩沖存儲器6中的結(jié)果值，并在圖形顯示8中逐個地水平顯示出來。這樣，實際上，根據(jù)時間獲得了數(shù)字調(diào)制高頻信號的眼開度。因為在短時間后達到了顯示的最大時間表示范圍，因此時間軸必須重新標定。為此，以恰當?shù)姆绞綄Σ煌慕Y(jié)果值進行比較，以進行圖形表示，所以在這種情況下也可對從測量開始的所有I/Q分量進行記錄和表示。
結(jié)果值的比較可以用兩種不同的方法進行。
對結(jié)果值進行比較、存儲，然后進行圖形表示。這種方法對于存儲器要求不高，但是這種方法不能進行回溯表示(在時間范圍內(nèi)進行放大)。所有存儲的結(jié)果值的最大數(shù)目保持不變，也即，與當前表示的時間范圍無關(guān)。另外一種可能性是分別存儲所有的結(jié)果值，僅為圖形表示而對它們進行比較，而不改變這些結(jié)果值本身。這種方法對存儲器的要求較高，特別是對于長時間的測量，但可以隨后對于測量曲線上的任何位置進行放大顯示。但是這樣需要存儲器有更多的存儲空間。
圖3示出了在20秒顯示時間內(nèi)64QAM信號的測量結(jié)果。該信號每2秒受到25ns寬的脈沖的干擾。該設備記錄下所有的脈沖(無縫記錄)。對于每一個脈沖，根據(jù)是一個碼元還是兩個碼元被干擾，至少可以看到兩個干擾測量點(I和Q分量)。在圖3所示的圖表中，星座圖的垂直判定域邊界(一8到+8)顯示為水平線。比較后生成結(jié)果值的I和Q分量在判定邊界內(nèi)表示為20秒內(nèi)的多個黑條；在此情況下，中間的間隔對應于眼圖中的眼高(eye-height)。在各種情況中，由干擾脈沖產(chǎn)生的測量點由虛線標出。在圖3中，在此使用的根據(jù)圖1的n個檢測器(例如n＝255)分配在右邊所示的64QAM的星座圖的垂直判定域邊界上。
圖4示出了4天顯示時間的測量和顯示。仍然是顯示64QAM信號，其根據(jù)一天中的時間而受到周期性的升降干擾。在此情況下，原因可能是，例如，EMV問題或者溫度差。表示為水平波浪線的兩個I或Q分量之間的間隔再次對應于眼圖中的眼高。
用戶可以在很寬的范圍內(nèi)配置要顯示的時間范圍。用戶定義的時間范圍(例如1小時)開始從最小時間范圍內(nèi)(20秒)的顯示開始。這段時間過去之后，設備自動切換到下一個最高時間范圍(在此為40秒，等等)，直到最后在顯示屏上顯示了預期的時間范圍。
接下來，顯示切換到所謂的卷動模式，即，新的測量值添加在顯示的右邊，而在左邊刪除最早的測量值。因此，總是可以在顯示中看到用戶定義的完整時間范圍，并且具有當前的測量值?？梢燥@示的最大時間范圍是1000天。即使在這種工作模式下也可以實現(xiàn)測量值的無縫記錄。
在以上所述的基于64QAM的示例性實施例中，I和Q分量都是以疊加的方式進行評估和表示。當然也可以僅對I分量或僅對Q分量進行圖形表示。在這種情況下，可以省去轉(zhuǎn)換器2中的并行/串行轉(zhuǎn)換，僅將I分量或Q分量提供給并行檢測器4。評估和表示和上述一樣。單獨、同時表示工分量和Q分量也是可以的，例如，根據(jù)圖2，不直接將I分量向著Q分量的方向向上旋轉(zhuǎn)90°，而是向下旋轉(zhuǎn)并平移，從而兩個分量在顯示中圖形化地表示為分離的水平條。
圖1所示的具有大量并行布置的閾值檢測器的裝置不僅有利于根據(jù)本發(fā)明的方法，而且對于傳統(tǒng)星座圖的表示也很有用，因為它可以實現(xiàn)從解調(diào)器提供的所有工/Q測量值的無縫評估。在表示傳統(tǒng)星座圖的情況下，實際出現(xiàn)的測量值中只有一小部分得到處理和表示。而利用本發(fā)明的裝置，可以實現(xiàn)測量值的100％無縫記錄，并且很短的脈沖干擾也可以記錄下來，即使在傳輸中僅有一個碼元被干擾。
權(quán)利要求
1.一種對數(shù)字調(diào)制高頻信號的I分量或Q分量進行圖形表示的方法，其特征在于并排地對按照時間順序測量的I或Q分量進行圖形表示。
2.一種對數(shù)字調(diào)制高頻信號的I和Q分量同時進行圖形表示的方法，其特征在于在一維中并排地對按照時間順序測量的I和Q分量進行圖形表示。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于按照時間順序無縫地測量I/Q分量并且并排地進行圖形表示。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任何一項所述的方法，其特征在于在各種情況下，對按照時間順序的大量I/Q分量進行比較，以提供結(jié)果值，并且在顯示器中并排地對這些時間順序的結(jié)果值進行圖形表示。
5.一種用于對數(shù)字調(diào)制信號的I/Q分量進行圖形表示，特別是用于實施如以上權(quán)利要求1至4中任何一項所述的方法的裝置，其特征在于用于連續(xù)地確定所要表示的數(shù)字調(diào)制高頻信號的I和/或Q分量的I/Q解調(diào)器(1)，其I輸出端和/或Q輸出端連接到多個并行布置的閾值檢測器(4)，在各種情況下，這些閾值檢測器(4)被調(diào)節(jié)到I/Q分量顯示范圍(對于64QAM是-8到+8)內(nèi)的不同閾值(0到n)，按照特定時間間隔對閾值檢測器(4)的狀態(tài)進行掃描和比較，以生成結(jié)果值，并在顯示裝置(8)上進行圖形表示。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于所述結(jié)果值和相關(guān)I/Q分量的判定域邊界一起在顯示裝置(8)上并排地圖形表示為垂直幅度值。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的裝置，其特征在于按照特定時間間隔比較的結(jié)果值存儲在緩沖存儲器(6)中，并可以由讀取器(7)讀出以進行圖形表示。
8.根據(jù)權(quán)利要求5至7中任何一項所述的裝置，其特征在于在將檢測器(4)的狀態(tài)復制到緩沖存儲器(6)中之后，這些檢測器可以復位以記錄新的測量值。
9.根據(jù)權(quán)利要求5至8中任何一項所述的裝置，其特征在于在I/Q解調(diào)器(1)和并行閾值檢測器(4)之間設置有轉(zhuǎn)換器(2)，通過該轉(zhuǎn)換器(2)，可選地，可以僅將I分量或僅將Q分量串行地順序提供給閾值檢測器(4)。
全文摘要
本發(fā)明的目的是實現(xiàn)數(shù)字調(diào)制高頻信號的I和/或Q分量的圖形表示。為此，在顯示裝置(8)上并排地對按照時間順序測量的所述I或Q分量進行圖形表示。
文檔編號H04L27/00GK1599868SQ02824108
公開日2005年3月23日 申請日期2002年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月14日
發(fā)明者克里斯托弗·巴爾茲 申請人:羅德施瓦茲兩合股份有限公司