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Dokumentenidentifikation DE102004034764A1 09.06.2005
Titel Rauschmessungssystem und -verfahren
Anmelder Agilent Technologies, Inc. (n.d.Ges.d.Staates Delaware), Palo Alto, Calif., US
Erfinder Torin, Shigetsune, Santa Rosa, Calif., US;
Wong, Kenneth H., Santa Rosa, Calif., US;
Blackham, David Vernon, Santa Rosa, Calif., US
Vertreter Schoppe, Zimmermann, Stöckeler & Zinkler, 82049 Pullach
DE-Anmeldedatum 19.07.2004
DE-Aktenzeichen 102004034764
Offenlegungstag 09.06.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 09.06.2005
IPC-Hauptklasse G01R 29/26
IPC-Nebenklasse H04B 17/00   
Zusammenfassung Eine Rauschleistung wird innerhalb eines oder mehr bezeichneter Frequenzbänder eines angelegten Signals gemessen. Die Messung umfasst ein Frequenzübersetzen des angelegten Signals durch einen Satz von gleichmäßig beabstandeten Frequenzen, um einen entsprechenden Satz von Zwischenfrequenzsignalen zu bilden, wobei das Rauschen bei zumindest zwei Messungsbändern jedes der Zwischenfrequenzsignale, die durch die Frequenzbeabstandung der gleichmäßig beabstandeten Frequenzen getrennt sind, gemessen wird und die Rauschleistung bei dem bezeichneten Frequenzband des angelegten Signals, basierend auf den Rauschmessungen, bestimmt wird.

Beschreibung[de]

Ein Maß der Integrität eines Kommunikationssystems ist die Menge an Rauschen, die in dem System vorhanden ist. Ein Kennzeichnen des Rauschens eines Kommunikationssystems betrifft ein Messen einer Rauschleistung innerhalb eines oder mehr spezifizierter Frequenzbänder, wie es z. B. bei dem beispielhaften Rauschspektrum von 1 gezeigt ist. Das Messen der Rauschleistung betrifft wiederum ein Messen oder Schätzen der Statistik des Rauschens, die naturgemäß zufällig ist.

Ein herkömmliches Rauschzahlmessgerät (in 2 gezeigt) stellt genaue Messungen einer Rauschleistung innerhalb eines bezeichneten Frequenzbandes bereit. In dem Rauschzahlmessgerät wird ein Rauschen innerhalb des Frequenzbandes abwärts umgesetzt und durch einen Rauschleistungsdetektor gemessen. Da das Rauschzahlmessgerät mehrere Frequenzumwandlungsstufen umfasst, ist es normalerweise teuer, Rauschzahlmessgeräte herzustellen.

Herkömmliche Direktumwandlungsempfänger (in 3A3B gezeigt) werden ebenfalls verwendet, um eine Rauschleistung zu messen. Es ist normalerweise weniger teuer, einen Direktumwandlungsempfänger herzustellen als ein Rauschzahlmessgerät, da der Empfänger nur eine einzige Frequenzumwandlungsstufe umfasst. Der Direktumwandlungsempfänger wandelt das Rauschen innerhalb eines Frequenzbandes (z. B. Frequenzband c, das in 3C gezeigt ist) zu einem Basisbandrauschsignal (in 3D gezeigt) um, das durch einen Rauschleistungsdetektor (wie in 3A gezeigt) oder durch einen Schmalband-Analog-Digital-Umwandler (wie in 3B gezeigt) gemessen wird. Diese Direktumwandlungsempfänger sind jedoch nicht so genau wie Rauschzahlmessgeräte. Ein Fehlermaß, die Varianz der gemessenen Rauschleistung, ist für den Direktumwandlungsempfänger wesentlich höher als für das Rauschzahlmessgerät. Zum Beispiel ist die Varianz der Rauschleistung, die durch einen typischen Direktumwandlungsempfänger gemessen wird, etwa doppelt so groß wie die Varianz der Rauschleistung, die durch ein Rauschzahlmessgerät gemessen wird.

Ein alternativer Lösungsansatz für eine Rauschleistungsmessung ist in 4A gezeigt. Bei diesem Lösungsansatz bewirkt eine Frequenzumwandlungsstufe, dass obere und untere Rauschseitenbänder innerhalb eines einzigen Messungsbandes B überlappen. 4B4D zeigen diese überlappenden Rauschseitenbänder innerhalb des einzigen Messungsbandes B, wenn ein Lokaloszillator innerhalb der Frequenzumwandlungsstufe in der Frequenz stufenweise zwischen den Frequenzen f1, f2 und f3 eingestellt wird. Ein Rauschleistungsdetektor misst dann die Rauschleistung bei dem einzigen Messungsband B mit dem Lokaloszillator bei jeder der abgestuften Frequenzen. Obwohl dieser Lösungsansatz ein kostengünstiges Signalverarbeiten ausnutzen kann, um die Rauschleistung bei einem bezeichneten Frequenzband (z. B. Frequenzband c) basierend auf den überlappenden Rauschseitenbändern zu extrahieren, ist die Messungsgenauigkeit nicht so gut wie diejenige des herkömmlichen Rauschzahlmessgeräts. Zum Beispiel ist die Varianz der Rauschleistung, die unter Verwendung dieses Lösungsansatzes gemessen wird, etwa dreimal so groß wie die Varianz, die sich ergibt, wenn eine Rauschleistung unter Verwendung eines herkömmlichen Rauschzahlmessgeräts gemessen wird.

Im Hinblick auf die obigen Erläuterungen besteht ein Bedarf an einem genauen Rauschmessungssystem, das sich nicht auf die mehreren Frequenzumwandlungsstufen eines Rauschzahlmessgeräts stützt.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System und ein Verfahren zum Messen eines Rauschens mit verbesserten Charakteristika zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch ein System gemäß Anspruch 1 sowie ein Verfahren gemäß Anspruch 10 gelöst.

Ein Rauschmessungssystem gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung misst eine Rauschleistung innerhalb eines oder mehr bezeichneter Frequenzbänder eines angelegten Signals. Das Rauschmessungssystem umfasst einen Frequenzumwandler, der das angelegte Signal durch einen Satz von gleichmäßig beabstandeten Frequenzen frequenzübersetzt, um einen entsprechenden Satz von Zwischenfrequenzsignalen zu bilden. Eine Abtastvorrichtung in dem Rauschmessungssystem misst das Rauschen bei zumindest zwei Messungsbändern jedes der Zwischenfrequenzsignale, die durch die Frequenzbeabstandung der gleichmäßig beabstandeten Frequenzen getrennt sind. Das Rauschmessungssystem umfasst auch einen Signalprozessor, der die Rauschleistung bei dem bezeichneten Frequenzband des angelegten Signals basierend auf den Rauschmessungen durch die Abtastvorrichtung bestimmt. Alternative Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung betreffen ein Rauschmessungsverfahren.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 eine Reihe von Frequenzbändern innerhalb eines beispielhaften Rauschspektrums;

2 ein herkömmliches Rauschzahlmessgerät;

3A bis 3D herkömmliche Direktumwandlungsempfänger und zugeordnete Messungsrauschspektren;

4A bis 4D alternative herkömmliche Rauschmessungsempfänger und zugeordnete Messungsrauschspektren;

5 ein Rauschmessungssystem gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung;

6A bis 6D Rauschspektren, die dem Rauschmessungssystem von 5 zugeordnet sind;

7 ein Rauschmessungsverfahren gemäß alternativen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung; und

8 eine Darstellung einer Messungsgenauigkeit des Rauschmessungssystems und des Rauschmessungsverfahrens gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung.

6A zeigt ein beispielhaftes Signal SIN mit einer Reihe von Frequenzbändern a-e, die innerhalb des Spektrums des Signals SIN bezeichnet sind. Ein Rauschmessungssystem 10 und ein Rauschmessungsverfahren 20 gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung messen eine Rauschleistung innerhalb eines oder mehr der Frequenzbänder a-e. Das Rauschmessungssystem 10 (in 5 gezeigt) umfasst einen Frequenzumwandler 12, der mit einer Abtastvorrichtung 14 und einem Signalprozessor 16 kaskadiert ist. Eine Anzeige 18 oder eine andere Ausgabevorrichtung, die wahlweise mit dem Signalprozessor 16 gekoppelt ist, ermöglicht es, dass die Rauschleistung, die durch das Rauschmessungssystem 10 gemessen wird, angezeigt wird.

Der Frequenzumwandler 12 umfasst normalerweise einen Vorwähler FIL, einen Mischer M, einen Lokaloszillator LO und Ausgangsfilter HP, LP. Der Vorwähler FIL begrenzt die Bandbreite des Signals SIN vor einer Anlegung an den Mischer M, um die Wirkung von Mischprodukten höherer Ordnung zu verringern, die bewirken, dass ungewollte Rauschseitenbänder innerhalb der Bandbreite von Zwischenfrequenzsignalen IF1-IFn an dem Ausgang des Frequenzumwandlers 12 liegen. Bei diesem Beispiel handelt es sich bei dem Mischer M um einen doppelsymmetrischen Mischer. Jede andere geeignete Frequenzübersetzungsvorrichtung wird jedoch alternativ dazu in dem Frequenzumwandler 12 verwendet.

Bei dem Lokaloszillator LO handelt es sich um jede geeignete Signalquelle, die in der Lage ist, dem Mischer M eine Folge von Lokaloszillatorsignalen SLO1-SLOn bereitzustellen, wobei jedes der Lokaloszillatorsignale eine Frequenz aufweist, die zu einem bezeichneten Satz von gleichmäßig beabstandeten Frequenzen f1-fn gehört. Bei einer typischen Implementierung handelt es sich bei dem Lokaloszillator LO um eine Signalquelle, die in der Frequenz abgestuft werden kann, oder um einen Kammgenerator mit einem einstellbaren Filter, der das Lokaloszillatorsignal SLO1-SLOn aufeinanderfolgend bei jeder der Frequenzen f1-fn bereitstellt.

Bei dem Ausgangsfilter HP handelt es sich um einen Hochpassfilter, der ein Einschließrauschen von dem Lokaloszillator LO filtert, das durch den Mischer M in den Frequenzbereich der Zwischenfrequenzsignale IF1-IFn übersetzt wird. Bei dem Ausgangsfilter LP handelt es sich normalerweise um einen Tiefpassfilter, der die Bandbreite jedes der Zwischenfrequenzsignale IF1-IFn, die an dem Ausgang des Frequenzumwandlers 12 vorhanden sind, begrenzt, um ein Aliasing zu verhindern, wenn die Zwischenfrequenzsignale jeweils durch die Abtastvorrichtung 14 abgetastet werden.

Bei der Abtastvorrichtung 14 handelt es sich um einen Analog-Digital- (A/D-) Umwandler, Signaldigitalisierer oder einen anderen Abtastsystemtyp, der geeignet ist zum Abtasten jedes der Zwischenfrequenzsignale IF1-IFn an dem Ausgang des Frequenzumwandlers 12. Der Signalprozessor 16, der bei diesem Beispiel mit einem Digitalsignalprozessor (DSP) implementiert ist, verarbeitet die Abtastwerte der Zwischenfrequenzsignale IF1-IFn, die durch die Abtastvorrichtung 14 erfasst werden, um die Rauschleistung bei einem oder mehr der Frequenzbänder a-e innerhalb des Signals SIN zu bestimmen.

Um die Rauschleistung innerhalb eines bezeichneten Frequenzbandes innerhalb des Signals SIN zu bestimmen, frequenzübersetzt der Frequenzumwandler 12 das Signal SIN, um die Zwischenfrequenzsignale IF1-IFn an dem Eingang zu der Abtastvorrichtung 14 bereitzustellen. Diese Frequenzübersetzung umfasst ein Mischen des Signals SIN mit jedem der Lokaloszillatorsignale SLO1-SLOn. Die Lokaloszillatorsignale SLO1-SLOn, die die entsprechenden Frequenzen f1-fn aufweisen, sind durch eine Frequenzbeabstandung fs getrennt. Die 6B, 6C, 6D zeigen Beispiele von drei Zwischenfrequenzsignalen IF1-IFn, die sich an dem Ausgang des Frequenzumwandlers 12 ergeben, wenn das Signal SIN durch drei gleichmäßig beabstandete Frequenzen f1-f3 übersetzt wird. Die sich ergebenden Zwischenfrequenzsignale IF1-IF3 umfassen jeweils eine Überlagerung von überlappenden oberen und unteren Spektralseitenbändern. Die oberen Seitenbänder USBx und die unteren Seitenbänder LSBx sind, obwohl sie überlappen, in den 6B6D vertikal voneinander versetzt gezeigt.

Ein Rauschen von jedem der Zwischenfrequenzsignale, z. B. der Zwischenfrequenzsignale IF1-IF3, wird bei zwei oder mehr Messungsbändern B1-BK, die innerhalb des Spektrums jedes der Zwischenfrequenzsignale IF1-IF3 definiert sind, gemessen. Die Messungsbänder B1-BK sind jeweils durch die Frequenzbeabstandung fs, die die Frequenzen f1-fn trennt, getrennt. Um das Rauschen der Zwischenfrequenzsignale zu messen, erfasst die Abtastvorrichtung 14 Abtastwerte jedes der Zwischenfrequenzsignale bei einer ausreichend hohen Abtastrate, um Signalbandbreiten aufzunehmen, die breiter sind als die Frequenzbeabstandung fs der Lokaloszillatorsignale SLO1-SLOn. Insbesondere ist die Abtastrate der Abtastvorrichtung 14 geeignet hoch, um die Nyquist-Kriterien für die zwei oder mehr definierten Messungsbänder B1-BK zu erfüllen, wenn dieselben durch die Frequenzbeabstandung fs getrennt sind. Diese Messungsbänder B1-BK sind in den Zwischenfrequenzsignalen IF1-IFn definiert entweder durch ein Filtern der Zwischenfrequenzsignale vor dem Abtasten durch die Abtastvorrichtung 14 oder durch ein Digitalfiltern oder eine andere Signalverarbeitung der Abtastwerte, die von den Zwischenfrequenzsignalen IF1-IFn durch die Abtastvorrichtung 14 erfasst werden. Abhängig von den Frequenzen f1-fn der Lokaloszillatorsignale SLO1-SLOn, überlappen verschiedene Frequenzbänder a-e des Signals SIN innerhalb zwei oder mehr der Messungsbänder B1-BK.

6B zeigt das Spektrum des Zwischenfrequenzsignals IF1, das sich zu einer Zeit t1 ergibt, wenn der Lokaloszillator LO, der das Lokaloszillatorsignal SLO1 bereitstellt, eine Frequenz f1 aufweist. Rauschkomponenten b1 und b2 des Frequenzbandes b bei dem Signal SIN sind innerhalb eines Messungsbandes B1 bei dem Zwischenfrequenzsignal IF1 überlappend gezeigt. Frequenzbänder a und c bei dem Signal SIN überlappen innerhalb des Messungsbandes B2 bei dem Zwischenfrequenzsignal IF1. Ein Messen der überlappenden Rauschkomponenten b1, b2 bei dem Messungsband B1 ergibt die Rauschmessung Mb. Ein Messen eines Rauschens der überlappenden Frequenzbänder a und c bei dem Messungsband B2 ergibt eine Rauschmessung Mac = Na + Nc. Die Rauschmessung Mac stellt die Summe der Rauschleistung Na bei dem Frequenzband a, übersetzt zu einem unteren Seitenband LSB1 bei dem Zwischenfrequenzsignal IF1, und die Rauschleistung Nc bei dem Frequenzband c, übersetzt zu einem überlappenden oberen Seitenband USB1 des Zwischenfrequenzsignals IF1, dar.

6C zeigt das Spektrum des Zwischenfrequenzsignals IF2, das sich ergibt, wenn der Lokaloszillator LO, der das Lokaloszillatorsignal SLO2 bereitstellt, eine Frequenz f2 aufweist. Rauschkomponenten c1 und c2 des Frequenzbandes c bei dem Signal SIN sind innerhalb eines Messungsbandes B1 bei dem Zwischenfrequenzsignal IF2 überlappend gezeigt. Frequenzbänder b und d bei dem Signal SIN überlappen innerhalb des Messungsbandes B2 bei dem Zwischenfrequenzsignal IF2. Frequenzbänder a und e bei dem Signal SIN überlappen innerhalb des Messungsbandes B3 bei dem Zwischenfrequenzsignal IF2. Ein Messen von überlappenden Rauschkomponenten c1, c2 bei dem Messungsband B1 ergibt die Rauschmessung Mc. Ein Messen eines Rauschens der überlappenden Frequenzbänder b und d bei dem Messungsband B2 ergibt eine Rauschmessung Mbd = Nb+Nd. Die Rauschmessung Mbd stellt die Summe der Rauschleistung Nb bei dem Frequenzband b, übersetzt zu einem unteren Seitenband LSB2 bei dem Zwischenfrequenzsignal IF2, und die Rauschleistung Nd bei dem Frequenzband d, übersetzt zu einem überlappenden oberen Seitenband USB2 des Zwischenfrequenzsignals IF2, dar. Ein Messen eines Rauschens der überlappenden Frequenzbänder a und e bei dem Messungsband B3 ergibt eine Rauschmessung Mae = Na + Ne. Die Rauschmessung Mae stellt die Summe der Rauschleistung Na bei dem Frequenzband a, übersetzt zu einem unteren Seitenband LSB2 bei dem Zwischenfrequenzsignal IF2, und die Rauschleistung Ne bei dem Frequenzband e, übersetzt zu einem überlappenden oberen Seitenband USB2 des Zwischenfrequenzsignals IF2, dar.

6D zeigt das Spektrum des Zwischenfrequenzsignals IF3, das sich ergibt, wenn der Lokaloszillator LO, der das Lokaloszillatorsignal SLO3 bereitstellt, eine Frequenz f3 aufweist. Rauschkomponenten d1 und d2 des Frequenzbandes d bei dem Signal SIN sind innerhalb eines Messungsbandes B1 bei dem Zwischenfrequenzsignal IF3 überlappend gezeigt. Frequenzbänder c und e bei dem Signal SIN überlappen innerhalb des Messungsbandes B2 bei dem Zwischenfrequenzsignal IF3. Ein Messen der überlappenden Rauschkomponenten d1, d2 bei dem Messungsband B1 ergibt die Rauschmessung Md. Ein Messen eines Rauschens der überlappenden Frequenzbänder c und e bei dem Messungsband B2 ergibt eine Rauschmessung Mce = Nc + Ne. Die Rauschmessung Mce stellt die Summe der Rauschleistung Nc bei dem Frequenzband e, übersetzt zu einem unteren Seitenband LSB3 bei dem Zwischenfrequenzsignal IF3, und die Rauschleistung Ne bei dem Frequenzband e, übersetzt zu einem überlappenden oberen Seitenband USB3 des Zwischenfrequenzsignals IF3, dar.

Die Rauschleistung bei einem oder mehr der Frequenzbänder a-e des Signals SIN wird durch den Signalprozessor 16 basierend auf den Rauschmessungen bestimmt. Bei diesem Beispiel ist die Rauschleistungsbestimmung erleichtert durch ein Ausdrücken der Beziehung zwischen den Rauschmessungen Mb, Mc, Md, Mac, Mbd, Mae, Mce und den Rauschleistungen Na, Nb, Nc, Nd, Ne bei den Frequenzbändern a-e in einer Matrixgleichung 1.

Bei einer alternativen Notierung ist Gleichung 1 durch die Matrixgleichung [H]·[N] = [M] ausgedrückt. Ein Verwenden des Verfahrens der kleinsten Quadrate, das z. B. in Discrete Random Signals and Statistical Signal Processing von Charles W. Therrien, Seiten 518–523, ISBN 0-13-852112-3, beschrieben ist, das hier als Referenz eingegliedert ist, auf die Matrixgleichung 1 führt zu der Lösung für die Rauschleistungsmatrix [N] in Gleichung 2, wobei [H]T die Transponierung der Matrix [H] darstellt. [N] = {[H]T·[H]}–1·[H]T·[M](2)

Diese Lösung für die Rauschleistungsmatrix [N] ist in Gleichung 3 explizit für das Beispiel, bei dem der Satz von Frequenzen f1-fn aus den drei Frequenzen f1, f2, f3 gebildet ist, ausgedrückt.

Von Gleichung 3 ist die Rauschleistung bei einem oder mehr der Frequenzbänder a-e des Signals SIN ohne Weiteres verfügbar. Zum Beispiel wird die Rauschleistung bei dem Frequenzband c des Signals SIN hinsichtlich der gemessenen Leistungen wie folgt ausgedrückt:

Obwohl die Rauschleistung zum Zweck der Veranschaulichung innerhalb des Frequenzbandes c des Signals SIN bestimmt wird, kann die Rauschleistung auch bei anderen Frequenzbändern innerhalb des Signals SIN bestimmt werden.

Auf Grund der zufälligen Beschaffenheit eines Rauschens bei dem Signal SIN stellt die Rauschleistung (z. B. Nc) ein Maß der Statistik des Rauschens bei dem Frequenzband c bereit. Das gemessene Rauschen, das in der Matrix [M] ausgedrückt ist, ist auch eine Zufallsvariable, und die Varianz der Rauschmessungen in der Matrix [M] liefert ein Unsicherheitsmaß bei den Rauschmessungen. Bei einer beispielhaften Rauschmessung, bei der die Rauschmessungen mit den Lokaloszillatorsignalen SLO1-SLO3 bei den Frequenzen f1-f3 durchgeführt werden, beträgt die Varianz der Rauschmessung Mb 1,56, die Varianz der Rauschmessung Mc beträgt 1,35 und die Varianz der Rauschmessung Md beträgt 1,56, wobei jede dieser Varianzen normiert ist zu der Varianz, die sich ergibt, wenn ein herkömmliches Rauschzahlmessgerät verwendet wird, um die Rauschleistung innerhalb eines bezeichneten Frequenzbandes des Signals SIN zu bestimmen.

Die Rauschleistung bei diesem Beispiel wurde zum Zweck der Veranschaulichung basierend auf der Frequenzübersetzung des Signals SIN durch drei Frequenzen f1-f3 bestimmt. Wenn mehr als die drei Lokaloszillatorfrequenzen f1-f3 bei den Frequenzübersetzungen verwendet werden und wenn Frequenzbänder zusätzlich zu den Frequenzbändern a-e bei dem Signal SIN bezeichnet sind, nimmt die Genauigkeit der Rauschleistungsmessungen zu. 8 zeigt die sich ergebende Zunahme der Messungsgenauigkeit, die als eine Abnahme normierter Messungsvarianz dargestellt ist, wenn die Anzahl n von Lokaloszillatorfrequenzen f1-fn zunimmt.

Gemäß alternativen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung wird eine Rauschleistung durch ein Rauschmessungsverfahren 20, das in dem Flussdiagramm von 7 gezeigt ist, bestimmt. Das Rauschmessungsverfahren 20, das Schritte 2226 umfasst, bestimmt die Rauschleistung innerhalb eines oder mehr der bezeichneten Frequenzbänder a-e des Signals SIN. Schritt 22 umfasst ein Frequenzübersetzen des Signals SIN durch den Satz gleichmäßig beabstandeter Frequenzen f1-fn, um die Zwischenfrequenzsignale IF1-IFn zu bilden. Ein Frequenzübersetzen umfasst normalerweise ein Mischen des Signals SIN mit jedem der Lokaloszillatorsignale SLO1-SLOn.

Schritt 24 umfasst ein Messen des Rauschens bei den zwei oder mehr Messungsbändern B1-BK innerhalb jedes der Zwischenfrequenzsignale IF1-IFn, die durch die Frequenzbeabstandung fs der gleichmäßig beabstandeten Frequenzen f1-fn getrennt sind. Die Rauschmessung umfasst ein Erfassen von Abtastwerten von jedem der Zwischenfrequenzsignale IF1-IFn bei einer genügend hohen Abtastrate, um Signalbandbreiten von den zwei oder mehr definierten Messungsbändern B1-BK, die durch die Frequenzbeabstandung fs getrennt sind, aufzunehmen. Die Messungsbänder B1-BK sind definiert in den Zwischenfrequenzsignalen IF1-IFn entweder durch ein Filtern der Zwischenfrequenzsignale vor dem Abtasten durch die Abtastvorrichtung 14 oder durch ein Digitalfiltern oder eine andere Signalverarbeitung der Abtastwerte, die durch die Abtastvorrichtung 14 von den Zwischenfrequenzsignalen IF1-IFn erfasst werden. Bei Schritt 26 wird eine Rauschleistung bei dem bezeichneten Frequenzband des Signals SIN basierend auf den Rauschmessungen, die in Schritt 24 durchgeführt wurden, bestimmt. Bei einem Beispiel wird die Rauschleistung bei einem oder mehr bezeichneten Frequenzbändern des Signals SIN durch eine Lösung der Matrixgleichung 1 und durch eine Anwendung des Verfahrens des kleinsten Quadrates bestimmt.

Obwohl die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung im Detail veranschaulicht wurden, sollte es ersichtlich sein, dass einem Fachmann Modifizierungen und Anpassungen bzgl. dieser Ausführungsbeispiele einfallen können, ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung, wie derselbe in den folgenden Ansprüchen dargelegt ist, abzuweichen.


Anspruch[de]
  1. System (10) zum Messen eines Rauschens innerhalb eines bezeichneten Frequenzbandes (a-e) eines angelegten Signals, das folgende Merkmale aufweist:

    einen Frequenzumwandler (12), der das angelegte Signal durch einen Satz von gleichmäßig beabstandeten Frequenzen (f1-fn) frequenzübersetzt, um einen entsprechenden Satz von Zwischenfrequenzsignalen (IF1-IFn) bereitzustellen;

    eine Abtastvorrichtung (14) zum Messen des Rauschens bei zumindest zwei Messungsbändern (B1-BK) jedes der Zwischenfrequenzsignale, die durch die Frequenzbeabstandung (fS) der gleichmäßig beabstandeten Frequenzen (f1-fn) getrennt sind; und

    einen Signalprozessor (16), der die Rauschleistung bei dem Frequenzband des angelegten Signals basierend auf dem Rauschen, das durch die Abtastvorrichtung (14) gemessen wird, bestimmt.
  2. System gemäß Anspruch 1, bei dem der Frequenzumwandler (12) einen Vorwähler (FIL), der die Bandbreite des angelegten Signals begrenzt, einen Mischer (M), der ein erstes Tor aufweist, das mit dem Vorwähler gekoppelt ist, einen kaskadierten Hochpassfilter (HP) und einen Tiefpassfilter (LP) aufweist, die zwischen einem zweiten Tor des Mischers und der Abtastvorrichtung (14) eingefügt sind, wobei ein drittes Tor des Mischers ein Lokaloszillatorsignal (SLO1-SLOn) empfängt, das zu aufeinanderfolgenden Zeiten die Frequenzen in dem Satz von gleichmäßig beabstandeten Frequenzen (f1-fn) aufweist.
  3. System gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem ein Messen des Rauschens bei den zumindest zwei Messungsbändern (B1-BK) jedes der Zwischenfrequenzsignale (IF1-IFn), die durch die Frequenzbeabstandung (fS) der gleichmäßig beabstandeten Frequenzen (f1-fn) getrennt sind, ein Abtasten jedes der Zwischenfrequenzsignale umfasst.
  4. System gemäß Anspruch 3, bei dem die zumindest zwei Messungsbänder (B1-BK) definiert sind durch ein Filtern jedes der Zwischenfrequenzsignale (IF1-IFn) vor einem Abtasten jedes der Zwischenfrequenzsignale.
  5. System gemäß Anspruch 3 oder 4, bei dem die zumindest zwei Messungsbänder (B1-BK) jedes der Zwischenfrequenzsignale (IF1-IFn) definiert sind durch ein Abtasten jedes der Zwischenfrequenzsignale und ein Digitalfiltern von Abtastwerten, die von dem Abtasten erfasst sind.
  6. System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem der Signalprozessor (16) die Rauschleistung bei dem Frequenzband des angelegten Signals durch ein Lösen einer Matrixgleichung, die sich aus dem Rauschen ergibt, das bei den zumindest zwei Messungsbändern (B1-BK) jedes der Zwischenfrequenzsignale (IF1-IFn) durch die Abtastvorrichtung (14) gemessen wird, und durch ein Anwenden des Verfahrens der kleinsten Quadrate bestimmt.
  7. System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die zumindest zwei Messungsbänder (B1-BK) jedes der Zwischenfrequenzsignale (IF1-IFn) ein oberes Seitenband (USBX) und ein unteres Seitenband (LSBX) umfassen, die überlappen.
  8. System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem ein Frequenzübersetzen des angelegten Signals durch den Satz von gleichmäßig beabstandeten Frequenzen (f1-fn), um den entsprechenden Satz von Zwischenfrequenzsignalen (IF1-IFn) bereitzustellen, ein Mischen des angelegten Signals mit einem Lokaloszillatorsignal (SLO1-SLOn) umfasst, das zu aufeinanderfolgenden Zeiten die Frequenzen in dem Satz von gleichmäßig beabstandeten Frequenzen aufweist.
  9. System gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, bei dem die zumindest zwei Messungsbänder (B1-BK) jedes der Zwischenfrequenzsignale (IF1-IFn) ein oberes Seitenband (USBX) und ein unteres Seitenband (LSBX) umfassen, die überlappen.
  10. Verfahren (20) zum Messen eines Rauschens innerhalb eines Frequenzbandes (a-e) eines angelegten Signals, das folgende Schritte aufweist:

    (a) Frequenzübersetzen (22) des angelegten Signals durch einen Satz von gleichmäßig beabstandeten Frequenzen (f1-fn), um einen entsprechenden Satz von Zwischenfrequenzsignalen (IF1-IFn) zu bilden;

    (b) Messen (24) des Rauschens bei zumindest zwei Messungsbändern (B1-BK) jedes der Zwischenfrequenzsignale (IF1-IFn), die durch die Frequenzbeabstandung (fS) der gleichmäßig beabstandeten Frequenzen (f1-fn) getrennt sind; und

    (c) Bestimmen (26) der Rauschleistung bei dem Frequenzband des angelegten Signals basierend auf dem Rauschen, das in (b) gemessen wurde.
  11. Verfahren gemäß Anspruch 10, bei dem (a) ein Mischen des angelegten Signals mit einem Lokaloszillatorsignal (SLO1-SLOn) umfasst, das zu aufeinanderfolgenden Zeiten die Frequenzen in dem Satz von gleichmäßig beabstandeten Frequenzen (f1-fn) aufweist.
  12. Verfahren gemäß Anspruch 10, bei dem (b) ein Abtasten jedes der Zwischenfrequenzsignale (IF1-IFn) umfasst.
  13. Verfahren gemäß Anspruch 11, bei dem (b) ein Abtasten jedes der Zwischenfrequenzsignale (IF1-IFn) umfasst.
  14. Verfahren gemäß Anspruch 12, bei dem die zumindest zwei Messungsbänder (B1-BK) definiert sind durch ein Filtern jedes der Zwischenfrequenzsignale (IF1-IFn) vor einem Abtasten jedes der Zwischenfrequenzsignale.
  15. Verfahren gemäß Anspruch 13, bei dem die zumindest zwei Messungsbänder (B1-BK) definiert sind durch ein Filtern jedes der Zwischenfrequenzsignale (IF1-IFn) vor einem Abtasten jedes der Zwischenfrequenzsignale.
  16. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 15, bei dem die zumindest zwei Messungsbänder (B1-BK) definiert sind durch ein Abtasten jedes der Zwischenfrequenzsignale (IF1-IFn) und ein Digitalfiltern von Abtastwerten, die von dem Abtasten erfasst sind.
  17. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 16, bei dem die zumindest zwei Messungsbänder (B1-BK) jedes der Zwischenfrequenzsignale (IF1-IFn) definiert sind durch ein Filtern der Zwischenfrequenzsignale bei dem Satz.
  18. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 17, bei dem (c) ein Lösen einer Matrixgleichung, die sich aus den Rauschmessungen in (b) ergibt, und ein Anwenden des Verfahrens der kleinsten Quadrate umfasst.
  19. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11 bis 18, bei dem (c) ein Lösen einer Matrixgleichung, die sich aus den Rauschmessungen in (b) ergibt, und ein Anwenden des Verfahrens der kleinsten Quadrate umfasst.
  20. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 19, bei dem die zumindest zwei Messungsbänder (B1-BK) bei jedem der Zwischenfrequenzsignale (IF1-IFn) jeweils ein oberes Seitenband (USBX) und ein unteres Seitenband (LSBX) umfassen, die überlappen.
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