基于LabWindows/CVI通信信号源的研制

　　中图分类号　TN92

　　1　引言

　　随着技术的不断发展和装备的日益更新,为部队提供一种方便好用、功能较全、技术指标较高、成本较低的通信信号源具有重要的应用价值。作为虚拟仪 器软件最流行的开发工具,LabWindows/CVI以其友好的用户图形界面设计功能,强大的信号分析处理功能和丰富的库函数,成为实现通信信号源很好 的选择。同时,安捷伦公司生产的PSG-E8267D矢量信号源,它支持I-Q调制技术,还允许下载用户自定义的I-Q波形文件,并最终在其内置基带发生 器上合成对应的调制信号波形。该矢量信号源具有160MHz的射频调制带宽,128兆的内存可存储波形数据点,是实现通信信号源很合适的硬件平台。

　　2　通信信号源的硬件结构

　　本文研究的通信信号源由一台控制计算机和一台Agilent(安捷伦)PSG-E8267D矢量信号源组成。两者可以通过GPIB总线接口、 RS-232串行总线接口或LAN接口进行连接。其中控制计算机主要由LabWin-dows/CVI实现音频数据的调制预处理,生成I-Q波形数据文 件,并将其下载到矢量信号源的非易失性内存中,由矢量信号源实现I-Q正交载波调制,并生成信号波形。本文研究的通信信号源采用LAN接口实现数据通信, 其硬件拓扑结构如图1所示。

　　3　通信信号源的基本原理

　　本文研究的信号源用以实现对音频数据的调制,但通常情况下,音频数据无法满足调制处理时的采样率要求,我们必须运用内插算法,提升音频数据的采 样率,接下来再实现I-Q正交载波调制的预处理,并生成矢量信号源支持的I-Q波形数据文件。其主要原理包括:数字信号的内插处理和正交载波调制原理。

　　3.1　数字信号的内插处理

　　在用LabWindows/CVI对音频数据进行调制预处理时,音频数据的采样率通常不能达到所需采样率要求。因此,在对音频信号进行调制预处 理前,要进行内插处理,以提升数据的采样率。这里采用的内插处理算法是在原始的低采样率抽样点之后插入(I-1)个等值的数据。若原始的抽样序列为 XB(m),则内插后的序列XI(m)为:

　　在内插处理过程中,低采样率信号被处理为高采样率信号,并进行低通滤波,为下一步进行调制预处理做好准备。

　　3.2　数字信号的正交调制

　　安捷伦矢量信号源支持正交调制,所以,我们在LabWindows/CVI中对音频数据进行正交调制的预处理,最终在信号源内部实现正交调制。任一调制的信号可以表示为:

　　如图2所示:

　　经内插滤波数据处理过的信号S(t)经分离变换,成SI和SQ两支路信号,再经相关载波相乘,产生同相信号和正交信号,最后合成并输出调制信号。