便携式矢量信号发生器系统软件开发

摘要

面对测试方法和测试设备的精度、测试速度和频率范围等的更高要求，作为测试设备的重要部分，矢量信号发生软件需要扮演重要的角色。矢量信号发生软件不仅要满足测试速度快、测试精度高、功能多、性能好的要求，还可以通过开发平台的移植和系统架构的改变，使矢量信号发生器的体积减小，方便携带。
　　本文进行的软件开发从PC端转移到ARM端，利用ARM+FPGA的架构代替传统的ARM+DSP+FPGA的架构，通过ARM端进行信号处理，代替了传统的DSP的功能。主要进行了以下研究工作：
　　首先是基带信号产生的研究。矢量信号发生软件最主要的任务就是完成基带信号的产生。基带信号的产生主要包括产生数据源、信号调制、过采样和成型滤波。数据源主要产生伪随机码，信号调制的方法有PSK、FSK和QAM三大类,软件系统完成了三大类的10余种调制方法。成型滤波部分的滤波器主要有升余弦滤波器、根升余弦滤波器和高斯滤波器三种。
　　其次是进行高斯信道模拟和图形显示分析的研究。高斯信道模拟部分是信号增加了噪声的干扰，信号通过有高斯白噪声干扰的信道之后进行传输，也就是信号叠加了衰落因子后输出，增加了软件的可靠性。图形显示分析部分提供星座图、矢量图、时域图和频域图，通过这些图形可以更好的观察信号，分析基带信号的特征。还通过Matlab完成软件系统框架的搭建，并进行仿真测试。
　　再次是进行图形界面创建和开发平台移植的研究。软件通过QT工具搭建图形界面，能够在界面进行各个参数的设置，界面要方便操作，还要有很好的可扩展性。开发平台的移植是软件开发从PC端转移到ARM端，将在PC上编写完成的软件程序移植到ARM（Exynos4412）为核心的核心板上，完成基带信号的产生和分析验证。
　　最后进行的是系统联调和软件测试的研究。系统联调是软硬件之间进行通信，将产生的信号数据发送到 FPGA进行存储。通过软件的各模块的功能测试和软件的性能测试，验证了产生基带信号并通过信号图形分析基带信号的特征。矢量信号发生器也满足了误差向量在1％以下，幅度误差在1%以下，相位误差在1deg以下的要求。

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第一章 绪 论

1.1 研究背景和意义

1.2 国内外发展现状

1.3 主要目标和内容

第二章 矢量信号发生器软件系统的主要技术

2.1 软件系统主要技术简介

2.2 伪随机码的生成技术

2.3 正交调制技术

2.4 高斯信道模拟

2.5 成型滤波技术

2.6 本章小结

第三章 矢量信号发生器的软件系统设计

3.1 矢量信号发生器的整体方案

3.2 软件需求分析

3.3 软件总体的架构

3.4关键问题分析

3.5 本章小结

第四章 矢量信号发生器软件的设计和实现

4.1嵌入式系统的开发流程和环境的搭建

4.2 基带信号的产生

4.3 高斯信道模拟的实现

4.4 信号分析和验证功能的实现

4.5 软硬件的通信设计以及实现

4.6 人机交互界面设计

4.7 本章小结

第五章 软件测试和功能验证

5.1 软件关键模块测试和系统的仿真验证

5.2 软件系统的联调和测试

5.3 软件的性能测试

5.4 本章小结

第六章 总结

6.1 本文总结

6.2 本文的创新点总结

6.3 本文存在的不足和展望

致谢

参考文献