一种多通道数字上变频系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种多通道数字上变频系统及方法，该系统包括：预处理模块、傅里叶搬频模块、合路模块和实调制信号获取模块：预处理模块用于将每一路待变频信号的中心频率搬频至该路待变频信号对应的预设频点并将处理结果输出给傅里叶搬频模块；傅里叶搬频模块用于将各路信号同时进行傅里叶逆变换以将各路信号的中心频率搬频至对应的目标频点；以及，将处理结果输出给合路模块；合路模块用于将各路信号进行一次内插滤波后进行合路，并将处理结果输出给实调制信号获取模块；实调制信号获取模块用于对合路后的信号进行二次内插滤波后，再进行正交调制后输出实调制信号。通过本发明专利技术提供的系统能够节约硬件资源。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通信领域，尤其涉及一种多通道数字上变频系统及方法。
技术介绍
数字变频技术是利用数字信号处理技术对输入的信号的频谱进行搬移(此过程可简称为搬频)，而数字上变频则特指将输入的信号的频谱从低频段搬移至高频段，以便于在带通信道中进行传输。数字上变频技术广泛应用于通信领域内的数字调制系统中。数字上变频技术涉及到内插滤波，复数调制和正交调制，其中：内插滤波的作用在于提高信号的采样率，并滤除镜像成分；复数调制用于完成对信号乘以一个复载波的处理，从而实现频谱搬移；而正交调制则是取出信号乘以复载波的结果中的实数部分，从而实现频谱搬移并获得实调制信号。现有的多通道数字上变频中一般有M路(即M个通道)的信号输入，一个实调制信号输出。M路的待变频信号的频谱的中心频率(以下所述信号的中心频率均指信号的频谱的中心频率)位于零频处，经过多通道数字上变频系统进行上变频后，第i(i＝1,2,…,M)路的待变频信号的中心频率将位于与该信号对应的最终目标频点(即fi(i＝1,2,...,M))处，且M路经上变频后的信号将被合路成一个实调制信号进行输出，其中，M表示通道数目，为大于1的正整数。图1为现有的一种多通道数字上变频系统，该系统采用两级搬频的方法实现数字上变频。如图1中所示，首先利用第一级内插滤波器和复数调制器对对应的待变频信号进行第一级搬频，经搬频后，第i(i＝1,2,…,M)路的信号的中心频率位于与之对应的目标频点(即(fi-f0))处；之后，将各路已被搬频至对应目标频点的信号直接进行合路相加后，再进行第二级内插滤波，提升信号的采样率；最后经第二级正交调制器对滤波后的信号进行第二级搬频，并获得实调制信号后输出。然而上述的数字上变频系统，每个第一级内插滤波器和复数调制器为实现将待变频信号搬频至目标频点，需要消耗大量的硬件资源。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种多通道数字上变频系统及方法，以克服相关技术中消耗大量的硬件资源的问题。一方面，本专利技术提供一种多通道数字上变频系统，包括预处理模块，傅里叶搬频模块、合路模块和实调制信号获取模块，其中：所述预处理模块，用于将每一路待变频信号的中心频率搬频至该路待变频信号对应的预设频点，并将处理后的信号输出给所述傅里叶搬频模块，其中，预设频点满足如下条件：中心频率处于预设频点的一路信号经傅里叶逆变换后，该路信号的中心频率上变频为该路信号对应的目标频点；所述傅里叶搬频模块，用于将中心频率处于预设频点的各路信号同时进行傅里叶逆变换，以将各路信号的中心频率搬频至对应的目标频点；以及，将处理后的各路信号输出给所述合路模块；所述合路模块，用于将所述傅里叶搬频模块发送来的各路信号进行一次内插滤波后进行合路，并将合路后的信号输出给所述实调制信号获取模块；所述实调制信号获取模块，用于对所述合路后的信号进行二次内插滤波后，再进行正交调制，并输出实调制信号。一方面，本专利技术提供一种多通道数字上变频方法，包括：将每一路待变频信号的中心频率搬频至该路待变频信号对应的预设频点，其中，预设频点满足如下条件：中心频率处于预设频点的一路信号经傅里叶逆变换后，该路信号的中心频率上变频为该路信号对应的目标频点；将中心频率处于预设频点的各路信号同时进行傅里叶逆变换，以将各路信号的中心频率搬频至对应的目标频点；将搬频至对应的目标频点的各路信号进行一次内插滤波后进行合路；对所述合路后的信号进行二次内插滤波后，再进行正交调制，并输出实调制信号。本专利技术至少具有以下有益效果：基于现有数字上变频系统中存在耗费较多的硬件资源的问题，本专利技术实施例提供一种多通道数字上变频系统，本专利技术提供的多通道数字上变频系统基于傅里叶逆变换实现上变频，用于节约硬件资源。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本专利技术。附图说明图1为现有技术中多通道数字上变频系统的示意图；图2为本专利技术实施例中的多通道数字上变频系统的示意图之一；图3为本专利技术实施例中的多通道数字上变频系统的示意图之二；图4为本专利技术实施例中的多通道数字上变频系统的预处理器的示意图；图5为本专利技术实施例中的多通道数字上变频系统的延迟相加器的示意图；图6为本专利技术实施例中的多通道数字上变频系统的示意图之三；图7为本专利技术实施例中的多通道数字上变频系统的傅里叶通道搬频器示意图；图8为本专利技术实施例中的傅里叶通道搬频器中的支路搬频器的示意图；图9为本专利技术实施例中的对图8进行多相分解后的示意图；图10为本专利技术实施例中的对图9根据Noble恒等式进行变换后的示意图；图11为本专利技术实施例中图10中的复数调制器和多相滤波器的示意图；图12为本专利技术实施例中利用离散傅里叶逆变换后的图7所示的傅里叶通道搬频器的示意图；图13为本专利技术实施例中的多通道数字上变频方法的示例性流程图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的实施例进行说明，应当理解，此处所描述的实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本专利技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本专利技术的一些方面相一致的装置和方法的例子。基于现有数字上变频系统中存在耗费较多的硬件资源的问题，本专利技术实施例提供一种多通道数字上变频系统，本专利技术提供的多通道数字上变频系统基于傅里叶逆变换实现上变频，用于节约硬件资源。当然，为了提高上变频的效率，傅里叶逆变换可以采用离散快速傅里叶逆变换。以下对本专利技术实施例提供的多通道数字上变频系统的设计原理进行详细说明。首先，需要再次明确的是待变频信号的目标频点，是待变频信号经过图1所示系统的第一级内插滤波器和复数调制器后的中心频率；而待变频信号的最终目标频点是待变频信号经过图1所示系统的第二级正交调制器后的中心频率。故此，目标频点和最终目标频点是不同的概念。例如对于信号I，该信号的最终目标频点为fi，那么该信号的目标频点为(fi-f0)。在本专利技术实施例提供的多通道数字上变频系统中，最后一个对待变频信号进行处理的模块是实调制信号获取模块，该模块的功能等同于图1所示系统中的第二级内插滤波器和第二级正交调制器。故此，在本专利技术实施例中，与图1所示系统不同的是，本专利技术实施例只能够通过傅里叶逆变换使待变频信号的中心频率到达目标频点。而在实际应用中，傅里叶逆变换并不能将待变频信号搬频至任意频点，故此，若要实现采用傅里叶逆变换的方法进行上变频，那么首先需要对待变频信号的中心频率进行预处理，以便于对该待变频信号经过离散傅里叶逆变换后，能够准确的达到对应的目标频点。基于上述的构思，本专利技术提供的多通道数字上变频系统的示意图如图2所示，该系统包括预处理模块201，傅里叶搬频模块202、合路模块203和实调制信号获取模块204，其中：所述预处理模块201，用于将每一路待变频信号的中心频率搬频至该路待变频信号对应的预设频点，并将处理后的信号输出给所述傅里叶搬频模块，其中，预设频点满足如下条件：中心频率处于预设频点的一路信号经傅里叶逆变换后，该路信号的中心频率上变频为该路信号对应的目标频点本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多通道数字上变频系统，其特征在于，包括预处理模块，傅里叶搬频模块、合路模块和实调制信号获取模块，其中：所述预处理模块，用于将每一路待变频信号的中心频率搬频至该路待变频信号对应的预设频点，并将处理后的信号输出给所述傅里叶搬频模块，其中，预设频点满足如下条件：中心频率处于预设频点的一路信号经傅里叶逆变换后，该路信号的中心频率上变频为该路信号对应的目标频点；所述傅里叶搬频模块，用于将中心频率处于预设频点的各路信号同时进行傅里叶逆变换，以将各路信号的中心频率搬频至对应的目标频点；以及，将处理后的各路信号输出给所述合路模块；所述合路模块，用于将所述傅里叶搬频模块发送来的各路信号进行一次内插滤波后进行合路，并将合路后的信号输出给所述实调制信号获取模块；所述实调制信号获取模块，用于对所述合路后的信号进行二次内插滤波后，再进行正交调制，并输出实调制信号。

【技术特征摘要】
1.一种多通道数字上变频系统，其特征在于，包括预处理模块，傅里叶搬频模块、合路模块和实调制信号获取模块，其中：所述预处理模块，用于将每一路待变频信号的中心频率搬频至该路待变频信号对应的预设频点，并将处理后的信号输出给所述傅里叶搬频模块，其中，预设频点满足如下条件：中心频率处于预设频点的一路信号经傅里叶逆变换后，该路信号的中心频率上变频为该路信号对应的目标频点；所述傅里叶搬频模块，用于将中心频率处于预设频点的各路信号同时进行傅里叶逆变换，以将各路信号的中心频率搬频至对应的目标频点；以及，将处理后的各路信号输出给所述合路模块；所述合路模块，用于将所述傅里叶搬频模块发送来的各路信号进行一次内插滤波后进行合路，并将合路后的信号输出给所述实调制信号获取模块；所述实调制信号获取模块，用于对所述合路后的信号进行二次内插滤波后，再进行正交调制，并输出实调制信号。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述预处理模块，具体包括：初级复数调制器、通道选择器和预处理器组，其中：所述初级复数调制器，用于针对每一路待变频信号，根据以下公式，将该路待变频信号的中心频率搬频至该路待变频信号对应的一级变频频率，然后将处理结果输出给通道选择器；fi'＝(fi-f0)-li·Δf，在上式中:li＝round((fi-f0)/Δf)；Δf=mini,j(|fi-fj|),i≠ji,j==1,2,...,M;]]>其中，i表示第i路信号；fi'表示第i路信号的一级变频频率；fi表示该路
\t信号经过上变频系统后的最终目标频点；(fi-f0)表示目标频点；round表示取整操作；M表示待变频信号的总路数；Δf表示所有待变频信号的最终目标频点之间的最小频率差的绝对值；所述通道选择器，用于为所述初级复数调制器发送来的每一路信号选择输出通道，并当所述待变频信号的总路数不为2的幂次方时，用至少一路0信号将所述待变频信号的总路数扩充为2的幂次方，然后将扩充路数后的信号一一对应地输出给每一个预处理器；所述预处理器，用于将对应的一路信号的中心频率搬频至该路信号对应的预设频点。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述通道选择器用于根据以下方法为所述初级复数调制器发送来的每一路信号选择输出通道：首先，根据以下公式令第k+1个通道输出第i路信号：k＝(li+N)modN，其中，在上式中：li＝round((fi-f0)/Δf)B=max(-2mini(li),2maxi(li)+2),i=1,2,...,M;]]>其中，i表示第i路信号；fi表示该路信号经过上变频系统后的最终目标频点；(fi-f0)表示目标频点；round表示取整操作；M表示待变频信号的总路数；Δf表示所有待变频信号的最终目标频点之间的最小频率差的绝对值；N表示扩充后的总路数。4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述预处理器用于根据以下方法将对应的一路信号的中心频率搬频至该路信号对应的预设频点：第(k+1)个预处理器用于完成对输入信号乘以的计算，其中，θk＝2πk/N,k＝0,1,…,N-1，L＝N/D，D为N的正约数、且D的取值需保证输入信号的采样率满足奈奎斯特采样定理；N表示扩充后的总路数。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述合路模块，具体包括：多相滤波器组，分配器、延迟相加器和换向开关，其中:所述多相滤波器组，包括至少一个多相滤波器，且每一个多相滤波器与所述傅里叶变换模...

【专利技术属性】
技术研发人员：范光荣，张刚，张磊，
申请(专利权)人：北京数码视讯科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11