[发明专利]一种数字中频信号快速基带化和降采样方法

说明书

一种数字中频信号快速基带化和降采样方法，包括以下步骤：S1：对数字中频信号同步进行FIR带通滤波和选抽降采样：依据选抽降采样比值，分别对数字中频信号IQ两路进行等间隔跳跃式FIR带通滤波；S2：对数字中频信号同步进行混频和选抽降采样，下变频至基带：将经过FIR带通滤波和选抽降采样的数字中频信号与经过选抽降采样的本地中频载波进行混频相乘，得到数字基带信号。本发明通过FIR带通滤波与选抽降采样同步、混频与选抽降采样同步，使得滤波和混频的运算量大大减小，提高了数字中频信号基带化和降采样的效率，有助于快速检测和解调信号。

技术领域

本发明涉及数字通信和导航领域，特别是一种数字中频信号快速基带化和降采样方法。

背景技术

在数字通信和导航领域，常需要将数字中频信号下变频至基带，再对基带信号选抽，以利用基带处理数据率要求低的特点，减轻硬件计算压力，加快信号检测和解调速度。数字中频信号基带化主要有以下传统方法：

首先，将数字中频信号与本地中频载波相乘，将数字中频信号的中心频率移至零中频附近；然后做低通滤波，滤除信号带宽外噪声；最后选抽降采样，降低数据率。

仍然以任意能够表示成以下形式数字中频复信号或IQ两路数字中频信号为例，通过数学描述对传统方法进行说明：

复信号：x_IF(n)＝A(n)·exp[j·(ω_IFn+θ)]+w(n),n≥0

I路：x_I(n)＝A(n)·cos(ω_IFn+θ)+w_I(n),n≥0

Q路：x_Q(n)＝A(n)·sin(ω_IFn+θ)+w_Q(n),n≥0

式中，j是虚数单位；A(n)表示实包络，ω_IF表示复载波频率，θ表示复载波初始相位；w(n)表示噪声，w_I(n)、w_Q(n)分别为噪声的实部、虚部。

首先将数字中频复信号与本地中频复载波相乘，转化为基带复信号

x_0F(n)＝x_IF(n)·exp(-jω_cn)

式中，j是虚数单位，ω_c是本地中频复载波的频率。

或等价于计算x_0F(n)的IQ两路：

I路：Re{x_0F(n)}＝x_I(n)cos(ω_cn)+x_Q(n)sin(ω_cn)

Q路：Im{x_0F(n)}＝-x_I(n)sin(ω_cn)+x_Q(n)cos(ω_cn)

然后做低通滤波，滤除基带信号带宽以外的噪声。约定一个任意脉冲响应h_lp(n)的FIR低通滤波器，低通滤波过程如下：

I路：

Q路：

式中，K表示FIR低通滤波器的脉冲响应的长度，也即h_lp(n):0≤n≤K-1。

基带信号通过低通滤波，带外噪声被抑制。低通滤波的输出近似为

I路：

Q路：