[发明专利]一种多通道信号同步与分集合并装置及方法

权利要求书

1.一种多通道信号同步与分集合并的装置，其特征在于：包括信噪比估计及权重计算模块、正交下变频模块、低通滤波模块、内环互相关鉴相模块、同相I路最大比合并模块、正交Q路最大比合并模块、外环鉴相模块、环路滤波模块和本地NCO模块；其中：

设通道数为N，信噪比估计及权重计算模块接收N个通道的输入信号，并与同相I路、正交Q路最大比合并模块相连，根据各路信噪比计算出权重系数传输给最大比合并模块；

正交下变频模块、低通滤波模块相连分别与I路及Q路最大比合并模块连接，N个正交下变频模块分别接收N通道中频信号，接收到的N通道中频信号任选一路作为参考信号，设为第q路，1≤q≤N；将每路信号一分为二分别输入乘法器，与各支路对应的本地NCO模块产生的同相正交支路的本振信号相乘，NCO的初始频率由已知的载波中心频率确定；相乘之后的输出信号经过低通滤波模块滤除高频分量，得到N路基带的I路信号和N路基带的Q路信号，分别送至I路最大比合并模块和Q路最大比合并模块进行多路信号的合并处理，得到多通道信号的合并输出；

N个正交下变频模块及低通滤波模块还与N-1个内环互相关鉴相模块相连，N个正交下变频模块及低通滤波模块输出N路基带的I路信号和N路基带的Q路信号，将除参考信号即第q路之外的每通道信号，包括I路和Q路，与参考信号支路的I路Q路信号，共四个支路的信号，分别输入对应的互相关鉴相模块，得到该路信号与参考支路信号的鉴相误差；

N-1个互相关鉴相模块分别与N-1个环路滤波器相连，鉴相误差经环路滤波器处理后送给对应的N-1个NCO模块，调整除控制参考支路的N-1个NCO的输出频率；

I路及Q路最大比合并模块和外环鉴相模块相连，得到的鉴相误差经环路滤波器处理后送给N个NCO模块，调整N个支路的NCO输出频率。

2.一种多通道信号同步与分集合并的方法，其特征在于包括以下步骤：

第一步：信噪比估计及权重计算模块接收N通道的中频信号，估算各通道信号的信噪比，并根据信噪比估计结果确定合并时的各通道信号的权重；

第二步：正交下变频及低通滤波模块接收N通道的中频信号，并任选一通道信号作为参考信号，设为第q路，1≤q≤N；对每通道信号进行正交下变频和低通滤波处理，各通道对应的本地NCO初始频率由载波中心频率提供，得到N个基带的同相支路和N个基带的正交支路信号；同相支路为I路，正交支路为Q路；

第三步：N-1个互相关鉴相模块分别接收参考通道信号(第q路)经正交下变频及低通滤波处理后得到的基带I路Q路信号，设为I_q、Q_q，以及除参考通道信号外的任一支路经正交下变频及低通滤波处理后得到的基带I路Q路信号设为I_n、Q_n，其中1≤n≤N,n≠q；在N-1个互相关鉴相模块中分别对I_q、Q_q、I_n、Q_n作互相关鉴相处理，N-1个互相关处理过程并行进行；得到的N-1个鉴相误差经环路滤波后送给除参考信号外的N-1个本地NCO，改变NCO输出频率，进而使下变频低通滤波后其余通道信号频率逐渐靠近参考信号，最终使合并前的信号与参考信号同频同相；

第四步：I路最大比合并模块接收正交下变频及低通滤波后得到N个同相支路即I路信号以及步骤一所述信噪比估计及权重计算模块输出的N路信号的权重，进行I路最大比合并；Q路最大比合并模块接收正交下变频及低通滤波后得到N个正交支路即Q路信号以及步骤一所述信噪比估计及权重计算模块输出的N路信号的权重，进行Q路最大比合并；

第五步：I路最大比合并模块和Q路最大比合并模块输出合并后的I路和Q路信号，输出供后续信号处理；同时进行I路Q路的鉴相，即将合并后的I路和Q路信号分别输入到外环鉴相模块中，得到的鉴相误差经环路滤波后控制环路中每个NCO，完成与载波的同步，抑制载波频率的漂移和多普勒频偏。