[发明专利]输入输出同频的单通道数字选频系统及其实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种输入输出同频的单通道数字选频系统及其实现方法。

背景技术

在无线通信系统多标准、多体制以及无线电频谱资源缺乏的背景下，无线通信系统的互通性日益重要，传统无线通信系统已很难满足通信发展的需要。软件无线电技术为解决上述问题提供了一个可行的方法，极大推动了移动通信技术的快速发展。

软件无线电技术基于数字信号处理理论，采用软件无线电技术，具有如下优点：

(1)数字本振信号以及数字I、Q信号可以做到绝对正交；

(2)利用数字滤波器实现通道选频，其特性可以现场编程，因此，适用于接收和处理多载波、多模式信号，解决它们的互通互连问题；

(3)数字信道处理技术，提升了系统的性能；

(4)电路元件的一致性好，基本可以消除温飘和非线性失真等问题。

正是由于软件无线电技术的优点，使得该技术在如今的移动通信产品中得到了广泛的应用。

传统基于软件无线电技术的单通道数字选频系统，如图1所示：主要由ADC模数转换模块、DDC处理模块、基带信号处理模块、DUC处理模块以及DAC数模转换模块五个部分组成。其中ADC模数转换模块主要实现对输入模拟中频信号的模数转换处理，输出高速的数字中频信号。DDC处理模块实现对数字中频信号的混频、抽取和滤波处理，基带信号处理实现对信号的噪声抑制、组帧、解帧、串并转换和并串转换等处理，DUC处理模块实现对信号的数据内插、滤波和调制处理，输出中频的数字I、Q信号，DAC数模转换模块主要将DUC模块输出的数字中频I、Q信号转换为模拟中频信号。该单通道数字选频系统通过DDC和DUC滤波器的滤波性能，实现对带外信号的滤波处理，保证带内信号的无失真恢复。

图2所示为传统的数字中频处理子系统的DDC和DUC框架示意图。传统的数字中频处理子系统主要由依次相连的DDC处理模块、基带成型滤波器和DUC处理模块组成。其中DDC处理模块包括混频模块、NCO(数控振荡器)生成模块、DDC自适应判决器、倍数可变抽取滤波器，DUC处理模块包括倍数可变内插滤波器组和I、Q信号多级调制模块。所述NCO生成模块的其中两个输出端分别与混频模块的一个输入端相连，混频模块两个输出端依次与DDC自适应判决器、倍数可变抽取滤波器、基带成型滤波器、倍数可变内插滤波器组和I、Q信号多级调制模块相连接。

该传统数字中频处理子系统信号处理流程如下：数字中频信号与NCO生成模块产生的cos和sin信号同时输入到混频模块进行混频处理，形成I、Q信号，I、Q信号分别进入DDC自适应判决器、倍数可变抽取滤波器、基带成型滤波器、倍数可变内插滤波器组和I、Q信号多级调制模块，输出调制后的数字中频I、Q信号。其中，DDC自适应判决器根据I、Q信号的数据速率、处理带宽等特性信息，自适应的选择符合速率、带宽等要求的数据抽取倍数以及滤波器系数；倍数可变抽取滤波器接收来自DDC自适应判决器的输出信息以及I、Q信号，并根据DDC自适应判决器的输入信息，对I、Q信号进行数据的抽取和滤波处理，输出经过抽取滤波处理后的I、Q信号；经过抽取滤波处理后的I、Q信号进入基带成型滤波器进行带内补偿及带外抑制处理，生成基带I、Q信号；倍数可变内插滤波器组接收来自基带成型滤波器输出的基带I、Q信号，并选择合适的内插倍数，进行数据的内插和滤波处理，输出经过合适内插滤波处理后的I、Q信号；经过倍数可变内插滤波器组内插和滤波处理后的I、Q信号输入到I、Q信号多级调制模块进行多级混频和调制处理，输出高速的数字中频I、Q信号。

从上面的信号处理流程来分析，可知传统的单通道数字选频系统由多个独立模块组成，需要耗费较多的资源，实现策略复杂，尤其在应用于输入和输出同频率的数字选频系统时，由于频率的对称性，在系统实现的时候，更显得结构复杂、资源复用率低，成本高，可行性差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种资源复用率高、可行性强、结构简单、系统成本低的输入输出同频的单通道数字选频系统。

本发明的另一目的在于提供上述输入输出同频的单通道数字选频系统的实现方法。