[发明专利]一种高动态脉冲成形信号模拟方法和装置

权利要求书

1.一种高动态脉冲成形信号模拟装置，其特征在于，包括：参数计算模块与成形滤波器模块；参数计算模块包括上位机、NCO累加器、存储器与参数解算模块；成形滤波器模块包括并行的N+1个FIR滤波器模块与加权求和模块；FIR滤波器模块又包括寻址控制子模块、系数控制子模块、滤波器系数ROM以及基本FIR滤波器；

上位机，用于根据接收自外部的符号速率R₀、符号多普勒速率R_d[k]以及运动初始距离d₀，计算得到频率字FW[k]与NCO累加器初值m₀、μ₀，将其输出给NCO累加器；

NCO累加器，用于对接收自上位机的累加器初值m₀、μ₀及频率字FW[k]并进行累加，获得基本点索引m_k和小数间隔μ_k，将基本点索引m_k输出给存储器，将小数间隔μ_k输出给参数解算模块；其中，

其中，p为NCO累加器的量化位数，k为频率字索引；

存储器，用于根据接收的基本点索引m_k读取存储的待传输信息的符号x[m_k]，输出给并行的FIR滤波器模块；

参数解算模块，用于根据接收到的pbit的小数间隔μ_k产生符号内分段索引i′_k与段内小数间隔μ′_k；i′_k为μ_k的高qbit，μ′_k为μ_k的低p-q bit；将符号内分段索引i′_k输出给各FIR滤波器模块，将段内小数间隔μ′_k输出给加权求和模块；

FIR滤波器模块中的寻址控制子模块，用于根据接收到的符号内分段索引i′_k产生地址i″_k至滤波器系数ROM：当符号内分段索引i′_k最高位为‘0’时，输出i′_k的低q-1bit作为地址i″_k；当符号内分段索引i′_k最高位为‘1’时，对i′_k的低q-1bit求反作为地址i″_k；

滤波器系数ROM，用于存储FIR滤波器系数矩阵C(n)；C(n)中滤波器系数的获取方式为：利用窗函数对成形滤波器冲击响应截断、平滑，对加窗后的冲击响应等间隔分段，每个符号内分段个数为γ＝2^q，q为设定的数值；然后基于拉格朗日插值用N阶多项式对分段后的冲击响应近似，并求解滤波器系数并存储；其中，C(n)上下平均分割为两部分C_l(n)与C_r(n)，根据对称性仅存储C_l(n)；n为并行FIR滤波器模块的索引，n＝0,1,...,N；

滤波器系数ROM根据所接收的地址i″_k提取相应的滤波器系数C(n,i″_k)，并输出给系数控制子模块；

系数控制子模块，用于根据接收到的符号内分段索引i′_k以及滤波器系数C(n,i″_k)，产生基本FIR滤波器所需的相应乘法器上的滤波器系数：当i′_k的最高位为‘0’时，将所接收的滤波器系数C(n,i″_k)直接输出至基本FIR滤波器相应位置的乘法器上；当i′_k的最高位为‘1’时，将所接收的滤波器系数C(n,i″_k)乘以(-1)ⁿ后输出至基本FIR滤波器相反位置的乘法器上；

基本FIR滤波器，用于根据接收到的符号x[m_k]以及滤波器系数，经过滤波运算输出结果v(n)至加权求和模块；

加权求和模块，用于根据接收到输出结果v(n)，经过加权求和运算，得到最终的离散高动态脉冲成形信号y_d[k]：

2.一种高动态脉冲成形信号模拟方法，其特征在于，

步骤一、利用窗函数对成形滤波器冲击响应截断、平滑，对加窗后的冲击响应等间隔分段，每个符号内分段个数为γ＝2^q，q为设定的数值；然后基于拉格朗日插值用N阶多项式对分段后的冲击响应近似，并求解滤波器系数矩阵C(n)，并存储到并行FIR滤波器中的滤波器系数ROM中；

步骤二、NCO累加器量化位数为p，根据获得频率字FW[k]，根据对频率字FW[k]进行累加，计算得到基本点索引m_k，并利用计算得到小数间隔μ_k；

其中，R₀＝1/T₀为已知的符号速率，R_d[k]为符号多普勒速率，f_s为模拟频率；m₀、μ₀均为累加初值；

步骤三、根据基本点索引m_k，读取存储的待传输信息的符号x[m_k]，输出给成形滤波器模块；根据pbit的小数间隔μ_k产生符号内分段索引i′_k与段内小数间隔μ′_k；i′_k为μ_k的高qbit，μ′_k为μ_k的低p-qbit；将符号内分段索引i′_k和段内小数间隔μ′_k输出给成形滤波器模块；成形滤波器模块中包括N+1个并行的FIR滤波器，每个FIR滤波器中具有基本FIR滤波器和滤波器系数ROM；

步骤四、成形滤波器模块接收存储器输出的符号x[m_k]，并保存在基本FIR滤波器中的移位寄存器中；

步骤五、成形滤波器模块中的并行的FIR滤波器接收符号内分段索引i′_k，其最高位MSB作为控制位，低q-1位用于产生滤波器系数ROM的地址；当最高位MSB为‘0’时，将i′_k的低q-1位作为地址i″_k；当最高位MSB为1时，对i′_k的低q-1bit逐位取反，再作为地址i″_k；

步骤六、各FIR滤波器中滤波器系数ROM存储有步骤一得到的基本FIR滤波器的滤波器系数矩阵C(n)，且C(n)上下平均分割为两部分C_l(n)与C_r(n)，根据对称性仅存储C_l(n)；n为并行FIR滤波器的索引，n＝0,1,...,N；根据步骤五产生的地址i″_k，对滤波器系数ROM寻址，提取滤波器系数C(n,i″_k)；当所述符号内分段索引i′_k的最高位MSB为‘0’时，直接输出滤波器系数C(n,i″_k)至基本FIR滤波器相应位置的乘法器上；当所述符号内分段索引i′_k的最高位MSB为‘1’时，将提取的滤波器系数C(n,i″_k)乘以(-1)ⁿ后输出至相反位置的基本FIR滤波器的乘法器上；

步骤七、基本FIR滤波器接收符号x[m_k]及滤波器系数C(n,i″_k)，进行滤波操作，输出滤波结果v(n)；

步骤八、并行FIR滤波器的滤波结果v(n)再与参数μ_k进行加权求和处理，最终输出高动态脉冲成形信号：