[发明专利]参数化模块化多通道数字下变频设计平台和方法

说明书

技术领域

本发明涉及数字信号处理技术领域，主要涉及到多相滤波结构的具体实现，具体是一种参数化模块化多通道数字下变频设计平台和方法，能实现参数化、模块化、多通道、可变滤波器阶数的数字下变频设计。

背景技术

利用专用集成电路来实现数字信号处理的技术具有成本高、重用率低和通用性差的特点。随着信号处理技术的迅猛发展，软件无线电成为当今信号处理领域的关键技术。软件无线电的基本思想是以一个通用、标准、模块化的硬件平台为依托，通过软件编程来实现各种功能。因此软件化的功能减少了功能单一、灵活性差的硬件电路设计，尤其是减少了模拟环节，充分发挥了信号处理数字化的优势。随着采样速率的提高，一个重要问题就是采样后的数据流速率很高，导致后续的信号处理速度跟不上；如果数据吞吐率太高，很难满足实时性要求，所以对A/D后的数据流进行降速处理就显得至关重要。一种可行的办法就是采用数字下变频技术，将高速数据流变成可实时处理的中低速数据流，再对低速数据作后续的处理。数字下变频技术是软件无线电接收的核心技术之一，通用的数字下变频器也被越来越广泛的应用到各种无线通信设备以及雷达和信息化家电等领域，具有极其的重要性。

数字正交下变频技术是将中频采样信号变换到数字基带，主要有两种实现方法：基于数字混频的正交变换法和基于多相滤波结构的数字正交变换法。

前者是将中频采样输出信号与本地振荡器产生的两路正交信号分别相乘进行数字混频，将混频后的信号经过低通滤波器，滤除高频分量，得到所需的基带正交双路信号。这种下变频方法的缺点是对于宽带中频信号，需要较高的采样率，由于工作频率的限制，很难设计出满足需要的低通滤波器。

基于多相滤波结构的数字正交变换法利用带通采样定理，根据载频和信号带宽确定中频采样频率，分别选取采样后的奇偶序列，通过校正滤波器，来实现输出双路正交信号。根据FIR滤波器的多相结构和等效变换原理，可以将低通滤波和抽取同时进行，大大降低了对滤波器处理速率的要求。这种下变频方法的缺点是分支滤波器的阶数和抽取后的数据速率是固定的，当运用在不同的系统中时，改动较大，灵活性较差，通用性不强。

发明内容

本发明的目的在于克服上述数字下变频技术灵活性差、通用性不强等缺点，提供一种模块化、参数化、多通道、可变滤波器阶数的数字下变频设计平台和方法。本发明能够实时接收配置参数和滤波器的系数，采用子模块搭建的方法实现数字下变频，具有易用性、通用性和灵活性等特点。

本发明是一种参数化模块化多通道数字下变频设计平台，包括有模数转换模块和N通道数字下变频模块，N路模拟信号经模数转换模块输出的数字信号送给N个数字下变频模块做数字下变频处理，并输出N路基带数字信号；本发明的参数化模块化多通道数字下变频设计平台还包括有N通道模拟信号整形模块、参数接收模块、输入通道选通模块、N通道参数输入端口，N路模拟信号输入给N通道模拟信号整形模块，输出N路经整形的模拟信号并送给模数转换模块，同时数据接口将参数送给参数接收模块，参数接收模块将通道选通的控制信号送给输入通道选通模块，输入通道选通模块输出N个通道使能控制信号给模数转换模块，在N个通道使能控制信号的控制下，模数转换模块对选出的M(M≤N)路模拟信号做模数转化，输出M路数字信号给M个数字下变频模块，同时参数接收模块将M路的通道参数分别送给M个数字下变频模块的参数输入端口，在参数控制下做M路数字下变频处理，并输出M路基带数字信号，每路基带信号由I、Q两路正交的数字信号构成；所述数字下变频模块为参数化模块化的数字下变频模块。

数字下变频技术是软件无线电接收的核心技术之一，同时数字下变频技术也被越来越广泛的应用到各种无线通信设备以及雷达和信息化家电等领域，但是现有数字下变频技术灵活性差、通用性不强等缺点使其在应用中受到很大限制。为了使数字下变频技术得到更广泛的应用，本发明在现有数字下变频技术的基础上，采用参数化和模块化的思想，使数字下变频作为一个模块，对这个模块实现参数化控制。为实现发明目的，本发明提供的可变数据速率、可变滤波器阶数的参数化模块化数字下变频设计平台，同时实现N(N≥1)个通道信号的数字下变频，各通道的数字下变频模块可通过参数配置独立使用。

本发明对选出的M路信号的数字下变频处理都是基于上述参数化模块化数字下变频的设计思想实现的，通过对M个数字下变频模块的参数输入，实现M路信号在各自参数控制下的数字下变频处理，输出M路基带数字信号，其中每路基带信号包括I、Q两路正交的信号。