[发明专利]超宽带信号的数字正交调制实时处理方法

说明书

技术领域

本发明属于数字信号实时处理技术领域，特别涉及一种超宽带信号的数字正交调制实时处理方法。

背景技术

数字正交调制是将数字基带信号变换为数字中频信号的过程，该过程包含对数字基带信号的补零插值、低通抗镜像滤波和数字混频三个环节。这种调制方式克服了传统模拟正交调制过程中存在的I/Q两路不正交、幅相平坦度水平低、随温度等环境因素敏感的缺点，可显著提高输出信号质量。

超宽带信号的数字正交调制实时处理方法的难点是研究能够在FPGA（Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）上实现的高数据率实时处理方法。例如，针对1GHz（gigahertz，千兆赫）超带宽信号的数字正交调制时，设计数字基带信号的采样频率为1.2GHz，数字中频信号的采样频率为2.4GHz，中心频率为1.8GHz。对数字基带信号做2倍补零插值后，需要实时实现的低通抗镜像滤波器的工作频率为2.4GHz，即使采用多项滤波的方式将低通抗镜像滤波器的实时工作频率从2.4GHz降低两倍至1.2GHz，也难以在高性能FPGA上实时实现。因此，有必要研究新的超宽带信号的数字正交调制实时处理方法，解决该技术瓶颈问题。

发明内容

本发明的目的是：提出一种超宽带信号的数字正交调制实时处理方法。

本发明技术方案的思路是：一种超宽带信号的数字正交调制实时处理方法，同时对输入的数字基带信号实部和虚部进行4倍并行FIR（Finite Impulse Response，有限脉冲响应）滤波器滤波，然后将滤波器的输出通过多项滤波结构计算得到数字中频信号的偶数序列和奇数序列，从而得到输出的数字中频信号。

本发明技术方案是：一种超宽带信号的数字正交调制实时处理方法，包括下述步骤：

设y_I(m)和y_Q(m)分别为输入的数字基带信号的实部和虚部，采样频率为f_s，f_s>1GHz，其中，m＝0,1,2,…；设x(n)为输出的数字中频信号，采样频率为2f_s，中心频率为1.5f_s，其中，n＝0,1,2,…；对y_I(m)和y_Q(m)同时进行4倍并行FIR滤波器滤波，对滤波后的信号x′(2m)和x′(2m+1)进行多项滤波，即可得到x(n)，其中，具体的包括：

①数字基带信号实部y_I(m)的4倍并行FIR滤波器滤波

当输入是数字基带信号实部y_I(m)，滤波器系数是g(2m)，输出为x′(2m)；

用下式计算输出x′(2m)的0相分量：

x′(2(4p))＝y_I(4p)*g(2(4p))+y_I(4p+3)*g(2(4p+1))*δ(p-1)+    (公式一)

y_I(4p+2)*g(2(4p+2))*δ(p-1)+y_I(4p+1)*g(2(4p+3))*δ(p-1)

用下式计算输出x′(2m)的1相分量：

x′(2(4p+1))＝y_I(4p+1)*g(2(4p))+y_I(4p)*g(2(4p+1))+    公式二

y_I(4p+3)*g(2(4p+2))*δ(p-1)+y_I(4p+2)*g(2(4p+3))*δ(p-1)

用下式计算输出x′(2m)的2相分量：

x′(2(4p+2))＝y_I(4p+2)*g(2(4p))+y_I(4p+1)*g(2(4p+1))+    (公式三)

y_I(4p)*g(2(4p+2))+y_I(4p+3)*g(2(4p+3))*δ(p-1)

用下式计算输出x′(2m)的3相分量：

x′(2(4p+3))＝y_I(4p+3)*g(2(4p))+y_I(4p+2)*g(2(4p+1))+    (公式四)

y_I(4p+1)*g(2(4p+2))+y_I(4p)*g(2(4p+3))