[发明专利]一种资源复用的完全重构子带分析器

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于完全重构多相滤波结构的子带分析器，特别是一种能够对资源进行2^m倍复用的完全重构子带分析器，可应用于移动卫星通信系统、软件化处理转发器卫星系统、地面移动通信系统以及各种数据收集系统中。

背景技术

地基波束形成系统在地面形成波束，需要把星上上百个馈源接收或者发射的信号在星地之间实时传输。相比于星上波束形成系统，地基波束形成系统可以极大的提升波束形成的灵活性，卫星在轨后可以灵活、快速的增加、消除及重构点波束，以适应不同轨道位置、业务变化及新型应用；可以在地面进行自适应波束形成及波束调零等复杂信号处理；卫星与体制无关，可以非常容易的实现卫星通信系统的体制升级。

地基波束形成系统中馈源接收的信号要实时传送到地面，即星上下行馈电通道中行波管放大器(TWTA)要同时承担上百个信号的功率放大任务，此时如果地面存在干扰，则TWTA将多承担上百个信号的功率放大，这将极大的浪费星上宝贵的功率资源，甚至导致TWTA严重饱和，整个系统无法正常工作。馈源中存在的干扰信号也将会降低接收端的信号平均功率与噪声平均功率的比值(S/N)，进而降低系统的通信性能，严重时无法进行通信。基于以上原因，需要通过完全重构滤波器技术对带内干扰进行抑制，达到系统链路抗干扰的目的。

完全重构滤波器技术需要突破完全重构子带分析技术等。子带分析是从频率上将频分复接的多个信道分离出来，使不同的子带信道直接对应不同的终端业务应用，它的性能直接影响系统的应用性能。完全重构滤波器阶数一般高达五、六千阶，子带分析器若采用传统的多相分路方法将使用超过五千个的乘法器进行多相滤波，在目前的工程水平上将是无法实现的。

文献1“Efficient Wideband Channelizer for Software Radio Systems Using Modulated PR Filterbanks”(Wajih A.A，Gordon L.S.IEEE Transactions on Signal Processing,52(10),2004,pp.2807-2820)提出了一种基于调制滤波器组的非均匀信道化滤波器的方法，由于充分利用了调制滤波器组的多相滤波结构以及电路的等价交换等性质，相对于传统的数字下变频方向，具有运算量小、硬件复杂度低等优点。该技术中所采用的分析滤波器组和综合滤波器组均是由同一个原型滤波器组经过复指数调制得到，并且满足完全重构条件。然而，所需要的原型滤波器随着信道化路数增加和滤波器阻带增益的减少而迅速增加，不利于工程实现。

文献“基于NPR调制滤波器组的动态信道化滤波”(李冰，郑瑾，葛临东,信息工程大学信息工程学院，郑州,电子学报，2007年第6期)给出了动态信道化滤波方法，以更新能量检测的方式实现动态的信道化处理，而无需改变分析滤波器组，但并未涉及具体的工程实现。

文献《近似完全重构DFT调制滤波器组的设计》熊艳平，西安电子科技大学硕士学位论文，2008，以及文献《近似重构余弦调制滤波器组的设计》胡阿丽，西安电子科技大学硕士学位论文，2007都对近似完全重构信道化的实现方法进行了介绍。但是文献中只给出了调制滤波器的设计和性能分析，并没有明确给出具体的实现结构。

发明内容

本发明解决的技术问题是：为了降低子带分析器所使用的硬件资源，提高设计效率，提供了一种资源进行2^m倍复用的完全重构子带分析器，子带分析路数越多则资源复用次数越多，降低硬件资源开销也就越多，且结构简单、通用，能快速对子带分析的路数、速率、带宽等技术指标进行更改，适用于多种带宽、速率的子带分析，极大的节省用户的发开时间，提高设计效率。

本发明的技术解决方案是：一种资源复用的完全重构子带分析器，包括内插模块、2^m点符号调整模块、FIFO模块、N路乘法模块、N路加法模块、复数乘法模块、子带滤波器系数表、复数乘法系数表、2^m点FFT模块和完美滤波器因子调整模块，其中：

内插模块：将外部输入的基带零中频数字信号的每顺序2^m个点作为一个子带，在每个子带之间插入2^m个零后送至2^m点符号调整模块，m为正整数；