《一種矢量信號分析方法和裝置》是中國電子科技集團公司第四十一研究所於2013年1月28日申請的發明專利，該專利申請號為2013100320236，公布號為CN103117972A，專利公布日為2013年5月22日，發明人是凌雲志。
《一種矢量信號分析方法和裝置》採用固定採樣的A/D變換，將矢量調製信號數位化，再經過基於∑-Δ調製變換成形技術的小數抽取模組變換數據速率，實現數據重採樣，使得數據速率等於碼元速率與碼元點數的整數倍，再經過FIR成形濾波以消除碼間干擾及由∑-Δ調製變換帶來的數位化尾數調製干擾，最後進行矢量解調和數據恢復，最終得到出接收的原始信息。該發明利用∑-Δ調製變換成形技術實現採樣率變換，實現不同碼元速率的矢量調製信號的接收和信號質量分析，提升接收機性能。
2019年5月16日，《一種矢量信號分析方法和裝置》獲得安徽省第六屆專利獎優秀獎。
（概述圖為《一種矢量信號分析方法和裝置》的摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：一種矢量信號分析方法和裝置
- 公布號：CN103117972A
- 公布日：2013年5月22日
- 申請號：2013100320236
- 申請日：2013年1月28日
- 申請人：中國電子科技集團公司第四十一研究所
- 地址：安徽省蚌埠市華光大道七二六號
- 發明人：凌雲志
- 代理機構：工業和信息化部電子專利中心
- 代理人：羅丹
- Int.Cl.：H04L27/00(2006.01)I
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
在多種調製格式、大範圍的碼元速率的接收機中，對於不同碼元速率的調製信號接收需要可配置的、可程式的硬體設備。一般採用可變的高採樣頻率的A/D（analogto digital，模擬到數字）轉換，使採樣數據為碼元速率乘上每個碼元點數的整數倍。然後經過抽取濾波器，使速率降低為碼元速率乘上每個碼元點數，再經過FIR濾波成形，最後送給軟體分析，算出接收的原始信息。該方法對硬體要求很高，要求高頻率、高精度、大範圍的時鐘發生器，並且要有大範圍抽取的濾波抽取器。截至2013年1月，實現高頻率、高精度、大範圍的時鐘發生器可基於∑-Δ調製噪聲成形技術的小數N頻率合成器來實現，該方法技術要求很高，實現很困難；另一種方法是用DDS（Direct Digital Frequency Synthesis，直接數字頻率合成）技術來實現，方法簡單，但是DDS雜散很難消除。另外，採用可變的高採樣頻率的A/D轉換，這樣後續處理模組的時鐘也需要同步改變，模組內部時延很難控制，因此，該方法主要運用在固定幾種碼元速率下的調製分析，在多種調製格式、大範圍的碼元速率的接收機中，採用上述方法的局限性非常明顯。
發明內容
專利目的
《一種矢量信號分析方法和裝置》要解決的技術問題是，提供一種矢量信號分析方法和裝置，使接收機能夠對接收到的多種調製格式下的不同碼元速率的調製信號進行解調分析。
技術方案
《一種矢量信號分析方法和裝置》所述矢量信號分析方法，包括：
將矢量調製信號經過A/D變換得到數位訊號，再經過IQ分離後得到I、Q兩路數據流；按照每路數據流對應的預期抽取率對所述數據流進行小數抽取，預期抽取率=A/D變換的時鐘頻率/（碼元速率×碼元點數）；再對經過小數抽取後輸出的數據流進行載波同步和位同步，然後經過FIR（Finite Impulse Response，有限長單位衝激回響）成形濾波處理以消除碼間干擾以及數位化尾數調製干擾；接下來將經過FIR成形濾波處理後的I、Q兩路數據流進行矢量解調和數據恢復，得到原始數據流。進一步的，所述按照每路數據流對應的預期抽取率對所述數據流進行小數抽取，具體包括：
基於所述數據流對應的預期抽取率，採用∑-Δ調製變換的方式獲得在每個A/D變換的時鐘周期內對所述數據流的抽取率，然後在每個A/D變換的時鐘周期內根據相應的抽取率對所述數據流進行數據抽取，通過在時間上的累積效果實現按照所述數據流對應的預期抽取率對所述數據流進行小數抽取。
進一步的，所述基於所述數據流對應的預期抽取率，採用∑-Δ調製變換的方式獲得在每個A/D變換的時鐘周期內對所述數據流的抽取率，具體包括：
設所述預期抽取率的整數部分為N，小數部分為.F；
在離散時域中，Z為拉普拉斯變數，將預期抽取率的的整數部分N和小數部分.F帶入下面m個循環疊代的等式中按照A/D變換的時鐘周期進行運算，m=1、2、3、4或5，i為變數：
……
優選的，所述方法還包括：在進行載波同步和位同步之後且進行FIR成形濾波之前，按照降速抽取率對數據流進行數據抽取，所述降速抽取率=A/D變換的時鐘頻率/（碼元速率×碼元點數×預期抽取率）。
該發明還提供一種矢量信號分析裝置，包括：A/D變換模組、IQ分離模組、小數抽取模組、同步模組、FIR成形濾波模組、矢量解調模組和恢複數據流模組，其中，矢量調製信號經過A/D變換模組形成數位訊號，再經過IQ分離模組後得到I、Q兩路數據流；小數抽取模組按照每路數據流對應的預期抽取率對每路數據流進行小數抽取，預期抽取率=A/D變換的時鐘頻率/（碼元速率×碼元點數）；經過小數抽取後輸出的數據流通過同步模組進行載波同步和位同步，然後經過FIR成形濾波模組消除碼間干擾以及數位化尾數調製干擾；經過FIR成形濾波模組處理後的I、Q兩路數據流再經過矢量解調模組和恢複數據流模組處理後得到原始數據流。
進一步的，所述小數抽取模組包括：∑-Δ調製變換模組和可變抽取模組，其中，所述∑-Δ調製變換模組基於所述數據流對應的預期抽取率，對可變抽取模組在每個A/D變換的時鐘周期內的抽取率進行控制，所述可變抽取模組在A/D變換的每個時鐘周期內均根據相應的抽取率對所述數據流進行數據抽取，通過在時間上的累積效果實現按照每路數據流對應的預期抽取率對每路數據流進行小數抽取。
進一步的，所述預期抽取率的整數部分為N，小數部分為.F；所述∑-Δ調製變換模組由m個一階迴路級聯組成，m=1、2、3、4或5；在第一階迴路中：預期抽取率的小數部分作為輸入信號與由輸出信號反饋回來且經過信號延遲器延遲一個A/D變換時鐘周期後取反的信號經過累加器累加，然後經過積分器處理，積分器輸出的信號與本階迴路的量化噪聲信號經過累加器累加得到本階迴路的輸出信號；在第二~m階迴路中，上一階迴路中的輸出信號取反後與上一階迴路中經過積分器處理後輸出的信號經過累加器累加後得到的數據作為本階迴路的輸入信號，本階迴路的輸入信號與由本階迴路的輸出信號反饋回來且經過信號延遲器延遲一個A/D變換時鐘周期後取反的信號經過累加器累加，然後經過積分器處理，積分器輸出的信號與本階迴路的量化噪聲信號經過累加器累加，然後經過微分器處理得到本階迴路的輸出信號；在任意一階迴路中，輸出信號取反，與經過積分器處理後輸出的信號經過累加器累加，對累加器處理後輸出的數據取反即得到本階迴路的量化噪聲信號；預期抽取率的整數部分作為輸入信號與m個一階迴路的輸出信號經過累加器累加並取整即得到可變抽取模組在每個A/D變換的時鐘周期內的抽取率。
優選的，在同步模組與FIR成形濾波模組之間接入整數抽取模組，所述整數抽取模組按照降速抽取率對同步模組輸出的數據流進行數據抽取，所述降速抽取率=A/D變換的時鐘頻率/（碼元速率×碼元點數×預期抽取率）。
進一步的，可變抽取模組為CIC濾波器或者線性濾波器；整數抽取模組包括：相互連線的CIC（Cascade Integrator Comb，級聯積分梳狀）濾波器和半帶濾波器，其中，數據流依次經過CIC濾波器和半帶濾波器進行處理。
進一步的，FIR成形濾波模組為：根升餘弦濾波器、升餘弦濾波器、高斯濾波器或者IS95濾波器。
改善效果
《一種矢量信號分析方法和裝置》具有下列優點：該發明所述矢量信號分析方法和裝置，採用固定採樣的A/D變換，將矢量調製信號數位化，再經過基於∑-Δ調製變換成形技術的小數抽取模組變換數據速率，實現數據重採樣，使得數據速率等於碼元速率與碼元點數的整數倍，再經過FIR成形濾波以消除碼間干擾及由∑-Δ調製變換帶來的數位化尾數調製干擾，最後進行矢量解調和數據恢復，最終得到出接收的原始信息。該發明利用∑-Δ調製變換成形技術實現採樣率變換，實現不同碼元速率的矢量調製信號的接收和信號質量分析，提升接收機性能。該發明具體的工作碼元速率範圍為100赫茲~100兆赫，碼元速率解析度為0.1赫茲，滿足國際通信標準信號質量分析要求，滿足通信設備、晶片、終端等研發、生產和維修時信號的質量分析、認證機構的數字調製信號認證、通信器件的測試要求，可以用於查找系統、設備、晶片、器件等研發、生產中存在的問題。
附圖說明
圖1為《一種矢量信號分析方法和裝置》第一實施例的矢量信號分析方法流程圖；
圖2為該發明第一實施例優選的矢量信號分析方法流程圖；
圖3為該發明第二實施例的矢量信號分析裝置組成示意圖；
圖4為該發明第二實施例的矢量信號分析裝置的具體組成示意圖；
圖5為該發明第二實施例的∑-Δ調製變換模組中m個一階迴路構成的級聯形式對應在離散時域中的具體模型示意圖；
圖6為該發明第二實施例優選的矢量信號分析裝置組成示意圖；
圖7為該發明套用實例的矢量信號分析裝置組成示意圖；
圖8為該發明套用實例中在離散時域中∑-Δ調製變換單元的具體模型；
圖9為該發明套用實例中對GSM調製格式下I路數據流或Q路數據流進行測量的眼圖顯示效果；
圖10為該發明套用實例中對WCDMA調製格式下I路數據流或Q路數據流進行測量的矢量圖顯示效果；
圖11為該發明套用實例中對GSM調製格式下I路數據流或Q路數據流進行測量的星座圖顯示效果。
技術領域
《一種矢量信號分析方法和裝置》涉及通信系統的信號分析技術領域，尤其涉及一種矢量信號分析方法和裝置。
權利要求
1.《一種矢量信號分析方法和裝置》包括：將矢量調製信號經過A/D變換得到數位訊號，再經過IQ分離後得到I、Q兩路數據流；按照每路數據流對應的預期抽取率對所述數據流進行小數抽取，預期抽取率＝A/D變換的時鐘頻率/（碼元速率×碼元點數）；再對經過小數抽取後輸出的數據流進行載波同步和位同步，然後經過有限長單位衝激回響FIR成形濾波處理以消除碼間干擾以及數位化尾數調製干擾；接下來將經過FIR成形濾波處理後的I、Q兩路數據流進行矢量解調和數據恢復，得到原始數據流；所述按照每路數據流對應的預期抽取率對所述數據流進行小數抽取，具體包括：基於所述數據流對應的預期抽取率，採用Σ-Δ調製變換的方式獲得在每個A/D變換的時鐘周期內對所述數據流的抽取率，然後在每個A/D變換的時鐘周期內根據相應的抽取率對所述數據流進行數據抽取，通過在時間上的累積效果實現按照所述數據流對應的預期抽取率對所述數據流進行小數抽取。
2.根據權利要求1所述的矢量信號分析方法，其特徵在於，所述基於所述數據流對應的預期抽取率，採用Σ-Δ調製變換的方式獲得在每個A/D變換的時鐘周期內對所述數據流的抽取率，具體包括：設所述預期抽取率的整數部分為N，小數部分為.F；在離散時域中，Z為拉普拉斯變數，將預期抽取率的整數部分N和小數部分.F代入下面m個循環疊代的等式中按照A/D變換的時鐘周期進行運算，m＝1、2、3、4或5，i為變數：
……
3.根據權利要求1～2中任一項所述的矢量信號分析方法，其特徵在於，所述方法還包括：在進行載波同步和位同步之後且進行FIR成形濾波之前，按照降速抽取率對數據流進行數據抽取，所述降速抽取率＝A/D變換的時鐘頻率/（碼元速率×碼元點數×預期抽取率）。
4.一種矢量信號分析裝置，其特徵在於，包括：A/D變換模組、IQ分離模組、小數抽取模組、同步模組、FIR成形濾波模組、矢量解調模組和恢複數據流模組，其中，矢量調製信號經過A/D變換模組形成數位訊號，再經過IQ分離模組後得到I、Q兩路數據流；小數抽取模組按照每路數據流對應的預期抽取率對每路數據流進行小數抽取，預期抽取率＝A/D變換的時鐘頻率/（碼元速率×碼元點數）；經過小數抽取後輸出的數據流通過同步模組進行載波同步和位同步，然後經過FIR成形濾波模組消除碼間干擾以及數位化尾數調製干擾；經過FIR成形濾波模組處理後的I、Q兩路數據流再經過矢量解調模組和恢複數據流模組處理後得到原始數據流；所述小數抽取模組包括：Σ-Δ調製變換模組和可變抽取模組，其中，所述Σ-Δ調製變換模組基於所述數據流對應的預期抽取率，對可變抽取模組在每個A/D變換的時鐘周期內的抽取率進行控制，所述可變抽取模組在A/D變換的每個時鐘周期內均根據相應的抽取率對所述數據流進行數據抽取，通過在時間上的累積效果實現按照每路數據流對應的預期抽取率對每路數據流進行小數抽取。
5.根據權利要求4所述的矢量信號分析裝置，其特徵在於，所述預期抽取率包括整數部分和小數部分；所述Σ-Δ調製變換模組由m個一階迴路級聯組成，m＝1、2、3、4或5；在第一階迴路中：預期抽取率的小數部分作為輸入信號與由輸出信號反饋回來且經過信號延遲器延遲一個A/D變換時鐘周期後取反的信號經過累加器累加，然後經過積分器處理，積分器輸出的信號與本階迴路的量化噪聲信號經過累加器累加得到本階迴路的輸出信號；在第二～m階迴路中，上一階迴路中的輸出信號取反後與上一階迴路中經過積分器處理後輸出的信號經過累加器累加後得到的數據作為本階迴路的輸入信號，本階迴路的輸入信號與由輸出信號反饋回來且經過信號延遲器延遲一個A/D變換時鐘周期後取反的本階迴路輸出信號經過累加器累加，然後經過積分器處理，積分器輸出的信號與本階迴路的量化噪聲信號經過累加器累加，然後經過微分器處理得到本階迴路的輸出信號；在任意一階迴路中，輸出信號取反，與經過積分器處理後輸出的信號經過累加器累加，對累加器處理後輸出的數據取反即得到本階迴路的量化噪聲信號；預期抽取率的整數部分作為輸入信號與m個一階迴路的輸出信號經過累加器累加並取整即得到可變抽取模組在每個A/D變換的時鐘周期內的抽取率。
6.根據權利要求4所述的矢量信號分析裝置，其特徵在於，在所述同步模組與所述FIR成形濾波模組之間接入整數抽取模組，所述整數抽取模組按照降速抽取率對同步模組輸出的數據流進行數據抽取，所述降速抽取率＝A/D變換的時鐘頻率/（碼元速率×碼元點數×預期抽取率）。
7.根據權利要求6所述的矢量信號分析裝置，其特徵在於，所述可變抽取模組為CIC濾波器或者線性濾波器；所述整數抽取模組包括：相互連線的級聯積分梳狀CIC濾波器和半帶濾波器，其中，數據流依次經過CIC濾波器和半帶濾波器進行處理。
8.根據權利要求4～7中任一項所述的矢量信號分析裝置，其特徵在於，所述FIR成形濾波模組為：根升餘弦濾波器、升餘弦濾波器、高斯濾波器或者IS95濾波器。
實施方式
《一種矢量信號分析方法和裝置》第一實施例，一種矢量信號分析方法，如圖1所示，包括以下步驟：
步驟S101，將矢量調製信號經過A/D變換得到數位訊號，再經過IQ分離後得到I、Q兩路數據流。
步驟S102，按照每路數據流對應的預期抽取率對所述數據流進行小數抽取，預期抽取率=A/D變換的時鐘頻率/（碼元速率×碼元點數），抽取後輸出數據流的速率為矢量調製信號的碼元速率與碼元點數乘積的整數倍。
具體的，基於所述數據流對應的預期抽取率，採用∑-Δ調製變換的方式獲得在每個A/D變換的時鐘周期內對所述數據流的抽取率，然後在每個A/D變換的時鐘周期內根據相應的抽取率對所述數據流進行數據抽取，通過在時間上的累積效果實現按照所述數據流對應的預期抽取率對所述數據流進行小數抽取。
更進一步的，基於所述數據流對應的預期抽取率，採用∑-Δ調製變換的方式獲得在每個A/D變換的時鐘周期內對所述數據流的抽取率，具體包括：
設所述預期抽取率的整數部分為N，小數部分為.F；在離散時域中，Z為拉普拉斯變數，將預期抽取率的整數部分N和小數部分.F帶入下面m個循環疊代的等式中按照A/D變換的時鐘周期進行運算，m=1、2、3、4或5，i為變數：
……
其中，N1~Nm、以及Ndiv為中間變數，Eq1～Eqm為量化噪聲，這些中間變數的初始值均為0，當有輸入量（比如小數部分.F）後就會產生相應的數值；則，每個A/D變換的時鐘周期內的抽取率Nout為：Nout＝ [Ndiv（Z）]，此處[]為保留整數部分的含義。
步驟S103，對經過數據抽取後的輸出數據流進行載波同步和位同步。
步驟S104，對經過載波同步和位同步後的數據流，經過FIR成形濾波處理以消除碼間干擾以及由小數抽取引入的數位化尾數調製干擾。
步驟S105，接下來將經過FIR成形濾波處理後的I、Q兩路數據流進行矢量解調和數據恢復，得到原始數據流。
由於步驟S103~S105中的載波同步、位同步、FIR成形濾波、以及矢量解調和數據恢復過程均為本領域的公知技術，該發明在接收機側對這些內容並未做改進，故此處不詳述。
優選的，如圖2所示，該矢量信號分析方法還包括：在步驟S103進行載波同步和位同步之後且在步驟S104進行FIR成形濾波之前，執行步驟S103a：按照降速抽取率對數據流進行數據抽取，降速抽取率=A/D變換的時鐘頻率/（碼元速率×碼元點數×預期抽取率）。在接收機側，用戶可以選擇的碼元點數一般為1、4、8、16等。由於在步驟S102中，抽取後輸出數據流的速率為矢量調製信號的碼元速率與碼元點數乘積的整數倍，如果按照該整數倍的數值對數據流進行抽取，則以達到數據流降速的目的，從而減少後續矢量解調的運算量，故，此處採用該整數倍的數值，即降速抽取率對數據流進行數據抽取。
該發明第二實施例，一種矢量信號分析裝置，如圖3所示，包括：A/D變換模組、IQ分離模組、小數抽取模組、同步模組、FIR成形濾波模組、矢量解調模組和恢複數據流模組，其中，矢量調製信號經過A/D變換模組形成數位訊號，再經過IQ分離模組後得到I、Q兩路數據流；小數抽取模組按照每路數據流對應的預期抽取率對所述數據流進行小數抽取，預期抽取率=A/D變換的時鐘頻率/（碼元速率×碼元點數），經過小數抽取後輸出數據流的速率為矢量調製信號的碼元速率與每個碼元點數乘積的整數倍；經過小數抽取後輸出的數據流通過同步模組進行載波同步和位同步，然後經過FIR成形濾波模組消除碼間干擾以及由小數抽取模組引入的數位化尾數調製干擾；經過FIR成形濾波模組處理後的I、Q兩路數據流再經過矢量解調模組和恢複數據流模組處理後得到原始數據流。
進一步的，如圖4所示，小數抽取模組包括：∑-Δ調製變換模組和可變抽取模組，其中，∑-Δ調製變換模組基於數據流對應的預期抽取率，對可變抽取模組在每個A/D變換的時鐘周期內的抽取率進行控制，可變抽取模組在A/D變換的每個時鐘周期內均根據相應的抽取率對所述數據流進行數據抽取，通過在時間上的累積效果實現按照每路數據流對應的預期抽取率對每路數據流進行小數抽取。
更進一步的，下面對∑-Δ調製變換模組怎樣基於數據流對應的預期抽取率，對可變抽取模組在每個A/D變換的時鐘周期內的抽取率進行控制，進行詳細描述：預期抽取率包括整數部分和小數部分；一方面，從電路組成的角度來看，∑-Δ調製變換模組由m個一階迴路級聯組成，m=1、2、3、4或5；在第一階迴路中：預期抽取率的小數部分作為輸入信號與由輸出信號反饋回來且經過信號延遲器延遲一個A/D變換時鐘周期後取反的信號經過累加器累加，然後經過積分器處理，積分器輸出的信號與本階迴路的量化噪聲信號經過累加器累加得到本階迴路的輸出信號；在第二~m階迴路中，上一階迴路中的輸出信號取反後與上一階迴路中經過積分器處理後輸出的信號經過累加器累加後得到的數據作為本階迴路的輸入信號，本階迴路的輸入信號與由本階迴路的輸出信號反饋回來且經過信號延遲器延遲一個A/D變換時鐘周期後取反的信號經過累加器累加，然後經過積分器處理，積分器輸出的信號與本階迴路的量化噪聲信號經過累加器累加，然後經過微分器處理得到本階迴路的輸出信號；在任意一階迴路中，輸出信號取反，與經過積分器處理後輸出的信號經過累加器累加，對累加器處理後輸出的數據取反即得到本階迴路的量化噪聲信號；預期抽取率的整數部分作為輸入信號與m個一階迴路的輸出信號經過累加器累加並取整即得到可變抽取模組在每個A/D變換的時鐘周期內的抽取率。
另一方面，∑-Δ調製變換模組中m個一階迴路構成的級聯形式對應在離散時域中的具體模型如圖5所示，輸入預期抽取率的整數部分N和小數部分.F，Eq1～Eqm是量化噪聲，每一階迴路中均會產生量化噪聲。在離散時域中，Z是離散時域中的Laplace變數，1/（1-Z-1）為積分器的傳遞函式，1-Z-1為微分器的傳遞函式，積分器運用累加器完成，滿量溢出作為其輸出，該過程是一個取模運算，反饋量是一個單位時延Z-1，i為變數，與m個一階迴路對應的離散時域表達式如下：
……
進一步的，可變抽取模組可以為：CIC濾波器或者線性濾波器。
由於同步模組、FIR成形濾波模組、矢量解調模組、以及數據恢復模組的功能及執行過程均為本領域的公知技術，該發明在接收機側對這些模組並未做改進，故此處不詳述。FIR成形濾波模組可以選用：根升餘弦濾波器、升餘弦濾波器、高斯濾波器、IS95濾波器等。 優選的，如圖6所示，在同步模組與FIR成形濾波模組之間接入整數抽取模組，整數抽取模組按照降速抽取率對同步模組輸出的數據流進行數據抽取，對數據流降速，從而減少後續矢量解調的運算量。降速抽取率=A/D變換的時鐘頻率/（碼元速率×碼元點數×預期抽取率）。在接收機側，用戶可以選擇的碼元點數一般為1、4、8、16等。
整數抽取模組包括：相互連線的級聯積分梳狀CIC濾波器和半帶濾波器，其中，數據流依次經過CIC濾波器和半帶濾波器進行處理。
為了便於本領域一般技術人員理解與實施該發明，下面介紹一個該發明的套用實例。
針對在多種標準、多種調製格式、大範圍碼元速率變化的接收機中，解決不同碼元速率的調製信號的接收和信號質量分析問題。本套用實例的矢量調製信號分析裝置也可參考圖7，該裝置包含8個模組：A/D變換模組、IQ分離模組、可變抽取模組（採用CIC濾波器）、整數抽取模組、FIR成形濾波模組、矢量解調模組、恢複數據流模組和∑-Δ調製變換模組，其中，∑-Δ調製變換模組的輸出與作為可變抽取模組的CIC濾波器的抽取控制因子R的控制端相連，對CIC濾波器的抽取率進行控制。整數抽取模組由CIC濾波器和半帶濾波器組成。該裝置中除了A/D變換模組，其它模組均可由FPGA（Field-ProgrammableGateArray，現場可程式門陣列）實現。對接收機接收到的矢量調製信號，按如下步驟進行分析：
S1：通過A/D變換模組從矢量調製信號數位化，形成數據流Sdata，並將數據流Sdata送給IQ分離模組；
S2：數據流Sdata經過IQ分離模組處理時，將矢量調製信號分離為I、Q兩路，形成I路數據流Idata、Q路數據流Qdata，分離方法如下：
Idata=Sdata×A×sin2πfct；
Qdata=Sdata×A×cos2πfct；
其中，A為載波幅度，fc為載波頻率，t為採樣時間。
S3：IQ分離模組形成I路數據流Idata、Q路數據流Qdata，分兩路處理，都進入可變抽取模組，進行數據採樣率變換。假設採樣頻率為fs，當前採樣的矢量調製信號的碼元速率為SR，採樣時fs為固定的，SR是可變的，根據Nyquist採樣定理，只要fs>2×SR，可以不失真採集信號，但是此時fs與SR之間沒有倍數N的關係，即fs≠N×SR，但是I路數據流Idata、Q路數據流Qdata經過可變抽取模組進行數據抽取後新產生的數據流的速率為SR的整數倍，設整數倍的數值為K；
同時，∑-Δ調製變換單元目的是控制可變抽取模組的抽取抽取率以實現I路數據流Idata、Q路數據流Qdata重採樣，以實現數據採樣率變換；
在離散時域中∑-Δ調製變換單元的具體模型如圖8所示，採用了m=3個穩定的一階迴路構成級連形式，輸入預期抽取率的整數部分N和小數部分.F，預期的抽取率由A/D變換的時鐘頻率、矢量調製信號的調製格式即碼元速率、以及接收機側用戶選擇的碼元點數決定，也就是說，一旦上述三個量確定了，則最終對該調製格式下的信號的預期抽取率也-1確定了。Eq1~Eq3是量化噪聲。在離散時域中，Z是離散時域中的Laplace變數，1/（1-Z）為積分器的傳遞函式，1-Z-1為微分器的傳遞函式，積分器運用累加器完成，滿量溢出作為其輸出，該過程是一個取模運算，反饋量是輸出信號經過信號延遲器處理後得到的具有一個A/D轉換時鐘周期延遲的輸出信號，信號延遲器的傳遞函式為Z-1，環路關係如下：
……
這樣I路數據流Idata、Q路數據流Qdata經過可變抽取模組後新產生數據流的速率fsnew1=Nout×SR，形成新的I路數據流Inew1data、Q路數據流Qnew1data；
S4：I路數據流Inew1data、Q路數據流Qnew1data經過同步模組，完成載波同步、位同步，消除載波頻率誤差和相位誤差，獲取最佳採樣數據，形成最佳採樣數據I路數據流Inew2data、Q路數據流Qnew2data；
S5：整數抽取模組再按照抽取率K對同步模組輸出的最佳採樣數據I路數據流Inew2data、Q路數據流Qnew2data進行數據抽取，對數據流降速以降低後續解調運算量。
S6：整數抽取模組輸出的數據流再經過FIR成形濾波模組，消除碼間干擾和∑-Δ調製變換帶來的數位化尾數調製，FIR成形濾波器一般選擇根升餘弦濾波器、升餘弦濾波器、高斯濾波器、IS95濾波器等。優選的組合方案是，對於WCDMA調製格式的矢量調製信號，採用根升餘弦濾波器；對於GSM調製格式的矢量調製信號，採用高斯濾波器；對於CDMA2000調製格式的矢量調製信號，採用IS95濾波器。另外，FIR成形濾波器也可以自己設計，設計主要考慮帶內頻響、帶內紋波、帶外抑制等因素，保證信號的分析質量，同時消除∑-Δ調製變換帶來的數位化尾數調製干擾。
S7：在矢量解調模組中，對GSM調製格式下、中心頻率為1.5吉赫茲、碼元速率為270.8333千赫的I路數據流或Q路數據流進行測量的眼圖顯示效果如圖9所示，對WCDMA調製格式下、中心頻率為1.5G赫茲、碼元速率為4.096兆赫的I路數據流或Q路數據流進行測量的矢量圖顯示效果如圖10所示，對GSM調製格式下、中心頻率為1.5吉赫茲、碼元速率為270.8333千赫的I路數據流或Q路數據流進行測量的星座圖顯示效果如圖11所示。
S8：在恢複數據流模組中，對I路數據流、Q路數據流進行符號判決，形成測量信號原始數據流，便於用戶了解原始數據情況，便於分析問題。
根據目前主流的國際通信標準要求，本套用實例的矢量調製信號分析裝置工作碼元速率範圍為100赫茲~100兆赫，碼元速率解析度為0.1赫茲，滿足國際通信標準信號質量分析要求，滿足通信設備、晶片、終端等研發、生產和維修時信號的質量分析、認證機構的數字調製信號認證、通信器件的測試要求，可以用於查找系統、設備、晶片、器件等研發、生產中存在的問題。
榮譽表彰
2019年5月16日，《一種矢量信號分析方法和裝置》獲得安徽省第六屆專利獎優秀獎。
