沈 阳 理 工 大 学
本科学位论文中期报告
题目：基于虚拟仪器的无线电综合测试仪
姓 名： 唐丽
专 业： 通信工程
学 院： 信息科学与技术学院
指导教师： 李环
1.目前进展与相关原理概述
目前已基本实现调制射频源，频谱分析仪和音频信号源的仿真。
调制射频源通过两个基本函数发生器产生基带信号和载波信号，并且根据相应的调制方式将两种信号输出波形通过数学运算得到调制信号，基带信号和载波信号的频率，幅值是可调节的，可改变基本函数发生器的采样率获得射频信号。在前面板显示基带信号和调制信号波形。目前实现AM和DSB两种调制方式的射频源。
频谱分析仪能接收并测量分析信号。频谱分析模块利用labview强大的数字信号处理功能，对这组数据进行加窗，FFT运算处理，得到信号的实部谱和虚部谱，并且能得到信号的幅频特性曲线和相频特性曲线；频谱分析结果的子模块中，对生成信号的频谱进行分析。前面板显示调制信号的功率谱和相位谱图，其中相位谱图可显示加窗（汉宁窗）和未加窗的两个波形。
音频信号源是基于声卡实现音频信号的产生，其中音频输入的相关节点从功能模板中调用。路径为：编程→图形与声音→声音→输出。在使用声卡之前，必须先对其进行初始化。一般声音输入设备是不可共享的，若在某个程序运行之前，设备已经被其他应用程序所占用，则此应用程序不能再使用该设备。所以，在程序中一旦对声卡使用完毕，应立即释放它。“配置声音输出”函数用于配置声卡，采集数据并发送至缓存。 音频分析的原理主要涉及数字信号处理的基本理论、音频分析的基本方法以及音频参数测量和分析内容，其中数字信号处理是音频分析的理论基础。傅立叶变换和信号的采样是进行音频分析时用到的最基本的技术。傅立叶变换是进行频谱分析的基础，信号的频谱分析是指按信号的频率结构，求取其分量的幅值、相位等按频率分布规律，建立以频率为横轴的各种“谱”，如幅度谱、相位谱。信号中，周期信号通过傅立叶级数变换后对应离散频谱，而对于非周期信号，可以看作周期T为无穷大的周期信号，当周期趋近无穷大时，则基波谱线及谱线间隔(ω=2π/T)趋近无穷小，从而离散的频谱就变为连续频谱。所以，非周期信号的频谱是连续的。
误码仪是用于测试数字通信系统误码率的设备，主要由两部分组成：发送部分和接收部分。发送部分的职责是生成测试通信系统误码率的信源数据；接收部分的主要职责是接收并分析从发送端经过通信系统传来的比特流。误码仪的工作流程包括：发送端按照用户的设定产生原始的测试数据，然后通过被测通信系统构成的信道传输这些测试数据；接收端将接收到的数据与本地产生的数据进行比较，查找并统计在传输过程中发生错误的比特位，将发生传输错误比特位数与全部的比特位数相比，得到被测系统的误码率并输出。
2.目前存在的主要问题及下一步拟采取的研究方法和手段
存在的问题：
（1）调制射频源中调制方式的选择功能应该改善；
（2）频谱分析仪还能再实现其他指标的测量，分析数据可在系统退出时保存到文本文件中；
（3）音频分析仪应实现时域和频域的分析；
（4）误码仪的实现；
（5）仪器的界面设计不完整美观。
拟采取的研究方法和手段：
（1）添加数字调制方式的选择
（2）保存数据模块可利用Save Data.VI来实现，它把想要保存的数据处理统一的格式，在系统退出时保存到文本文件中，文本文件显示为字符串类型；频谱分析仪还能实现带宽的测量，可以编写公式计算带宽B=10*log((0.707*A)*2)，其中A表示最大幅值
（3）音频分析包括信号幅度相位谱，功率谱，信号时域参数等的测量。波形显示模块从音频信号源获得数据，对全部数据进行时域和频域分析并显示相应的时域，频域图。信号的时域分析是一种直接在时间域中对所要测试的横因素信号进行分析的方法，通过下列步骤实现：打开编程→波形→模拟波形→波形测量→FFT功率谱和PSD，实现功率谱密度分析。频域分析是通过傅里叶变换将时域信号变换到频域，其主要是了解信号的频谱成分及各种成分的强度，主要实现对音频信号的幅度谱，相位谱和功率谱分析等功能。
（4）误码仪主要由两部分组成，一是发送部分，一是接收部分。发送端主要职责是产生序列数据和时钟数据。利用Labview软件中的数字信号发生器，通过设定相关的参数，即可产生输出数据序列比特流。数据序列是在输入时钟的控制下产生的。接收端的设计与实现：基于Labview，误码仪系统接收部分主要由序列产生、同步以及误码检测等功能模块组成。为了解决同步的问题，在系统的实现中，引入了保护信号和同步信号技术。
（5）将各分立仪器集合在一个仪器里，即成综合测试仪。各分立仪器有单独的界面。
3.学位论文预期完成的主要研究内容
无线电综合测试仪主要用于通信电台和射频终端射频、音频指标测试。本测 试仪集成了十余种分立仪表的功能，包括频谱分析仪、调制射频源、音频信号源、音频分析仪，甚至误码仪等等。用户只使用一台仪器即可完成通信电台和射频终端的关键指标测试。
沈 阳 理 工 大 学
本科学位论文中期报告
题目：基于虚拟仪器的无线电综合测试仪
姓 名： 唐丽
专 业： 通信工程
学 院： 信息科学与技术学院
指导教师： 李环
1.目前进展与相关原理概述
目前已基本实现调制射频源，频谱分析仪和音频信号源的仿真。
调制射频源通过两个基本函数发生器产生基带信号和载波信号，并且根据相应的调制方式将两种信号输出波形通过数学运算得到调制信号，基带信号和载波信号的频率，幅值是可调节的，可改变基本函数发生器的采样率获得射频信号。在前面板显示基带信号和调制信号波形。目前实现AM和DSB两种调制方式的射频源。
频谱分析仪能接收并测量分析信号。频谱分析模块利用labview强大的数字信号处理功能，对这组数据进行加窗，FFT运算处理，得到信号的实部谱和虚部谱，并且能得到信号的幅频特性曲线和相频特性曲线；频谱分析结果的子模块中，对生成信号的频谱进行分析。前面板显示调制信号的功率谱和相位谱图，其中相位谱图可显示加窗（汉宁窗）和未加窗的两个波形。
音频信号源是基于声卡实现音频信号的产生，其中音频输入的相关节点从功能模板中调用。路径为：编程→图形与声音→声音→输出。在使用声卡之前，必须先对其进行初始化。一般声音输入设备是不可共享的，若在某个程序运行之前，设备已经被其他应用程序所占用，则此应用程序不能再使用该设备。所以，在程序中一旦对声卡使用完毕，应立即释放它。“配置声音输出”函数用于配置声卡，采集数据并发送至缓存。 音频分析的原理主要涉及数字信号处理的基本理论、音频分析的基本方法以及音频参数测量和分析内容，其中数字信号处理是音频分析的理论基础。傅立叶变换和信号的采样是进行音频分析时用到的最基本的技术。傅立叶变换是进行频谱分析的基础，信号的频谱分析是指按信号的频率结构，求取其分量的幅值、相位等按频率分布规律，建立以频率为横轴的各种“谱”，如幅度谱、相位谱。信号中，周期信号通过傅立叶级数变换后对应离散频谱，而对于非周期信号，可以看作周期T为无穷大的周期信号，当周期趋近无穷大时，则基波谱线及谱线间隔(ω=2π/T)趋近无穷小，从而离散的频谱就变为连续频谱。所以，非周期信号的频谱是连续的。
误码仪是用于测试数字通信系统误码率的设备，主要由两部分组成：发送部分和接收部分。发送部分的职责是生成测试通信系统误码率的信源数据；接收部分的主要职责是接收并分析从发送端经过通信系统传来的比特流。误码仪的工作流程包括：发送端按照用户的设定产生原始的测试数据，然后通过被测通信系统构成的信道传输这些测试数据；接收端将接收到的数据与本地产生的数据进行比较，查找并统计在传输过程中发生错误的比特位，将发生传输错误比特位数与全部的比特位数相比，得到被测系统的误码率并输出。
2.目前存在的主要问题及下一步拟采取的研究方法和手段
存在的问题：
（1）调制射频源中调制方式的选择功能应该改善；
（2）频谱分析仪还能再实现其他指标的测量，分析数据可在系统退出时保存到文本文件中；
（3）音频分析仪应实现时域和频域的分析；
（4）误码仪的实现；
（5）仪器的界面设计不完整美观。
拟采取的研究方法和手段：
（1）添加数字调制方式的选择
（2）保存数据模块可利用Save Data.VI来实现，它把想要保存的数据处理统一的格式，在系统退出时保存到文本文件中，文本文件显示为字符串类型；频谱分析仪还能实现带宽的测量，可以编写公式计算带宽B=10*log((0.707*A)*2)，其中A表示最大幅值
（3）音频分析包括信号幅度相位谱，功率谱，信号时域参数等的测量。波形显示模块从音频信号源获得数据，对全部数据进行时域和频域分析并显示相应的时域，频域图。信号的时域分析是一种直接在时间域中对所要测试的横因素信号进行分析的方法，通过下列步骤实现：打开编程→波形→模拟波形→波形测量→FFT功率谱和PSD，实现功率谱密度分析。频域分析是通过傅里叶变换将时域信号变换到频域，其主要是了解信号的频谱成分及各种成分的强度，主要实现对音频信号的幅度谱，相位谱和功率谱分析等功能。
（4）误码仪主要由两部分组成，一是发送部分，一是接收部分。发送端主要职责是产生序列数据和时钟数据。利用Labview软件中的数字信号发生器，通过设定相关的参数，即可产生输出数据序列比特流。数据序列是在输入时钟的控制下产生的。接收端的设计与实现：基于Labview，误码仪系统接收部分主要由序列产生、同步以及误码检测等功能模块组成。为了解决同步的问题，在系统的实现中，引入了保护信号和同步信号技术。
（5）将各分立仪器集合在一个仪器里，即成综合测试仪。各分立仪器有单独的界面。
3.学位论文预期完成的主要研究内容
无线电综合测试仪主要用于通信电台和射频终端射频、音频指标测试。本测 试仪集成了十余种分立仪表的功能，包括频谱分析仪、调制射频源、音频信号源、音频分析仪，甚至误码仪等等。用户只使用一台仪器即可完成通信电台和射频终端的关键指标测试。