[发明专利]一种多载波数字接收机中数字下变频系统的两级变频方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多载波数字接收机的变频方法，尤其涉及一种多载波数字接收机中数字下变频系统的两级变频方法。

背景技术

近年来，随着半导体技术和数字信号处理技术飞速发展，用硬件或软件编程的方式来实现无线接收功能的软件无线电接收机在理论和实践上都趋于成熟和完善。各种各样数字技术和方法得到了大量应用。在目前软件无线电接收机中，一般射频(RF)信号先经过模拟下变频至适当中频，然后在中频用模数转换器(ADC)数字化后输出高速数字中频信号，再经过数字下变频系统(DDC)的变频、滤波抽取及分离等操作变为各个载波的低速的基带信号，最后将低速的基带信号送给数字信号处理器(DSP)进行后续的解调、解码、抗干扰、抗衰落、自适应均衡等处理。因此，数字下变频系统是无线电接收机的核心系统之一。在目前数字下变频系统的设计过程中，一般都采用一级变频方法，如图1所示，一级变频方法采用多个混频器和抽取滤波器分别对数字信号中的各个载波进行下变频和滤波抽取，即数字信号中的每个载波至少需要使用一个混频器和一个抽取滤波器；采用一级变频方法存在以下缺点：1、变频是在数字信号处在高数据率时实行的，变频后频率变化较大，造成各个载波之间相对频偏大，使得数字信号的相对频率稳定度变差。2、每一个载波需要对应一个抽取滤波器，而每个抽取滤波器含有相当数量的寄存器和乘法器，这样需要大量的逻辑资源，同时，下变频系统无法实行小型化。并且随着载波个数的增加，需要更多的抽取滤波器，下变频系统的体积也更大，生产成本提高。

发明内容

本发明的目的是提供一种使得数字下变频系统变频时数字信号稳定度高、系统体积小、生产成本低的多载波数字接收机中数字下变频系统的两级变频方法。

为实现上述目的，多载波数字接收机中数字下变频系统的两级变频方法依次包括如下步骤：步骤1：一组带有数字信号的载波进入数字下变频系统；步骤2：将一组载波作为一个整体，由一个混频器进行第一级下变频；步骤3：将第一级下变频后的一组载波作为一个整体由一个抽取滤波器进行滤波抽取；步骤4：采用与载波数目相同的混频器，分别对各个载波进行第二级下变频；步骤5：第二级下变频后的一组载波经过一组抽取滤波器后进行各载波的时分复用，分离输出各个带有低速基频信号的载波。步骤5中一组抽取滤波器依序包括有限冲激响应滤波器和根升余弦滤波器。

本发明与现有技术相比，本发明的变频方法分两级对数字信号进行下变频操作，在第一级下变频时，将所有的载波作为一个整体，由混频器进行一次下变频，这样各个载波之间不存在频偏，在第二级下变频时，各个载波的下变频幅度较小，也不会产生大的频偏，无需再分别使用抽取滤波器，因此采用两级变频方法的下变频系统获得的数字信号的相对频率稳定度高。另外，在两级下变频过程中，仅仅需要在第一级下变频时采用一个抽取滤波器，而在载波数目增加时，只要添加相应的混频器即可，从而节省了抽取滤波器资源，缩小了系统的体积，降低了生产成本。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：图1为现有技术的一级变频方法的数字信号处理流程图；图2为本发明两级变频方法的数字信号处理流程图。

具体实施方式

对本发明中的名词解释如下，数字下变频：数字信号经过混频后得到的信号频率比原信号低，这种混频方式成为数字下变频。载波：载波是周期性的电振荡波，用于传输信号。混频器：混频器主要包括数字控制振荡器(NCO)，将信号频率由一个量值变换为另一个量值。抽取滤波器：抽取滤波器是对特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除的电路，其功能是得到一个特定频率或消除一个特定频率。根升余弦(RRC)滤波器：它能对数字信号进行成形滤波，压缩旁瓣，减少干扰，用来消除码间串扰。有限冲激响应滤波器(FIR)滤波器：其是数字信号处理系统中基本的元件，它可以在保证任意幅频特性的同时具有严格的线性相频特性，同时其单位抽样响应是有限长的。用于通信、图像处理、模式识别等领域的信号处理。时分复用：时分复用是采用同一物理连接的不同时段来传输不同的信号，从而实现了一条物理连接上传输多个数字信号。

如图2所示，四载波数字接收机中数字下变频系统的两级变频方法包括如下步骤：步骤1：四个带有数字信号的载波进入数字下变频系统；步骤2：将四个载波作为一个整体，由一个混频器进行第一级下变频；步骤3：将第一级下变频后的四个载波作为一个整体由一个抽取滤波器进行滤波抽取；步骤4：采用四个的混频器分别对各个载波进行第二级下变频；步骤5：第二级下变频后的四个载波经过有限冲激响应滤波器和根升余弦滤波器后进行各载波的时分复用，分离输出四个带有低速基频信号的载波。