[发明专利]一种高动态脉冲成形信号模拟方法和装置

说明书

本发明公开了一种高动态脉冲成形信号模拟方法和装置，其中，该装置包括：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多个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、参数控制子模块、滤波器系数ROM以及基本FIR滤波器。本发明采用多项式的插值滤波器实现，不仅可以实现变比率采样率转换，同时不存在中间采样率概念。而且，基于多项式的插值滤波器采用Farrow结构，大大降低了实现复杂度。因此，本发明采用基于多项式的插值滤波器可以满足高动态脉冲成形信号模拟的基本要求。

技术领域

本发明属于航天测控通信、卫星导航定位、卫星通信领域，尤其涉及一种高动态脉冲成形信号模拟方法和装置。

背景技术

脉冲成形滤波作为数字通信的基本技术，可以有效提高频谱利用率，降低码间串扰，并广泛应用于各种通信领域，包括航天测控通信及卫星通信领域。无论是航天测控通信还是卫星通信领域，它们均工作在高动态环境下，为了测试和验证系统对多普勒效应的处理能力，需要信号模拟器对脉冲成形信号的高动态特性进行模拟。

脉冲成形滤波器是一种常规的脉冲成形信号产生设备，针对不同的应用背景或目的，脉冲成形滤波器结构也不尽相同，主要包括FIR、IIR、递归结构等。这一类方法的主要问题在于只能实现固定比率的采样率转换，从而无法实现高动态脉冲成形信号的模拟。

为了高动态脉冲成形信号的模拟，需要实现变比率的采样率转换，目前国内外主要的研究包括查表法，脉冲成形滤波器与CIC滤波器级联、基于多抽样率的多项结构滤波器组实现、基于多项式的插值滤波器实现等。第一类方法的主要问题在于需要较大的存储器存储脉冲成形滤波器的离散冲击响应序列，因此占用过多硬件资源；第二、三类方法的主要问题在于对于某些采样率转换比率需要很高的中间采样率，致使脉冲成形滤波器难以实现；第四类方法的主要问题在于滤波器性能通常会受到多项式对滤波器冲击响应近似程度的影响。

针对上述问题，本发明提出了一种高动态脉冲成形信号模拟方法，采用基于多项式的插值滤波器实现；并对传统的基于多项式的插值滤波器设计及结构进行改进，使其具备更好频域性能，国内外未见相关报道。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种高动态脉冲成形信号模拟方法和装置，解决基于多项式的插值滤波器实现模拟时，滤波器性能通常会受到多项式对滤波器冲击响应近似程度的影响的问题，可以得到较好的频域性能。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

一种高动态脉冲成形信号模拟装置，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；