一种高速并行分数倍采样率的变换方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种高速并行分数倍采样率的变换方法及装置，解决了采样率变换方法的使用乘法器次数较多的缺陷，其技术方案要点是：获取随机生成的若干路待发送数据，对若干路待发送数据进行并行调制，生成若干路并行调制数据；对若干路并行调制数据进行并行成型滤波处理，获得若干路并行星座数据；将用于采样率变换的分数倍的因子进行分解，获得分数倍的多项因子，根据多项因子对若干路并行星座数据进行插值与抽取处理，获得采样频率变换后的并行数据；将并行数据进行信道处理后再进行匹配滤波获得采样率变换后的仿真结果。本发明专利技术提供一种实现简单且高效的高速并行采样率的变换方法，大大的减少了乘法运算量，降低了对硬件处理速率的要求。率的要求。率的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种高速并行分数倍采样率的变换方法及装置


[0001]本专利技术涉及一种通信系统中采样率变换领域，更具体地说，它涉及一种高速并行分数倍采样率的变换方法及装置。

技术介绍

[0002]随着技术的发展和应用需求的增加，一方面，无线通信需要更大的传输速率，但由于大规模CMOS器件处理速度的限制，目前能处理的数据速率有限，因此对更高速率数据传输处理需要采用并行处理算法。另一方面，传统的内插和抽取采样率变换，一般对于整数倍数及分子分母都较小的情况下比较适用，当系统工作效率高达GHz级别时，如果抽取和内插的倍数较大，那么硬件的处理速率无疑是致命的阻碍。本文介绍了一种实现简单、实时性好、开发成本低的多项滤波零值内插滤波器来实现高速并行分数倍采样率的转换，采样率变换系统采用多级的思想，并结合多相结构，降低了乘法器以及加法器的硬件资源和寄存器存储空间，而且降低了系统的实现难度，大大有利于FPGA的开发实现。
[0003]现有的分数倍采样率转换的实现方法大致分为两类：(1)模拟域实现采样率变换。通过D/A转换器，把原来的数字信号变为模拟信号，然后重新采样；(2)数字域实现采样率变换。一般对信号进行插值再抽取，插值倍数比上抽取倍数构成了分数倍采样率转换。
[0004]模拟域实现采样率变换方法理论上可以使用一个理想低通滤波器充当一个完美的内插滤波器来实现采样信号的重建，该方法能够实现任意比率的采样率转换，但是一方面数模转换过程中会引入信号失真，另一方面这种内插滤波器是无法实现的，实际工程中的内插恢复只能无限逼近它，却永远也达不到理想的程度；数字域实现采样率变换方法本质上是信号的重建，当速率变换比较复杂的时候，也就是插值倍数与抽值倍数都很大的时候，这时需要高阶滤波器来实现，高阶滤波器设计上比较困难，而且需要很多的内存空间来存储相应的系数，因此实现起来是很不方便的，对实时处理也不利。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种高速并行分数倍采样率的变换方法及装置，以解决现有采样率变换方法的实现需要多次使用乘法器，并且当插值倍数与抽值倍数都很大的时候，这时需要高阶滤波器来实现，然而高阶的滤波器在设计上比较困难。
[0006]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
[0007]第一方面，本专利技术提供一种高速并行分数倍采样率变换的实现方法，包括：
[0008]获取随机生成的若干路待发送数据，对所述若干路待发送数据进行并行调制，生成若干路并行调制数据；
[0009]对所述若干路并行调制数据进行并行成型滤波处理，获得若干路并行星座数据；
[0010]将用于采样率变换的分数倍的因子进行分解，获得分数倍的多项因子，根据所述多项因子对所述若干路并行星座数据进行插值与抽取处理，获得采样频率变换后的并行数据；
[0011]将所述并行数据进行信道处理后再进行匹配滤波获得采样率变换后的仿真结果。
[0012]与现有技术相比，本专利技术进行分数倍采样率变换时将分数倍的分数因子进行分解，由于分解的因子会出现至少两个项式，在插值与抽取处理中，先对第一项式的分子进行插值处理，在插值处理的基础上再对第一项式的分母进行抽取处理，同理在对第二项式进行相同的处理流程，基于多项滤波的插值与抽取处理相较于直接零值内插滤波器的处理所执行的乘法次数会大大减少，本专利技术将分数倍的因子进行分解，其分子与分母的倍数相较于原数倍肯定是减少倍数级别的，通过多个阶数较低的滤波器实现原本阶数较高的滤波，降低高阶的滤波器在设计困难度大的问题。
[0013]进一步的，根据所述若干路待发送数据，获得若干路待发送数据的速率为K
×
v，式中，K表示若干路待发送数据，v表示单路待发送数据的速率。
[0014]进一步的，将K路并行调制数据经重构倍数为Q的滤波处理，获得K
×
Q路的并行星座数据，所述并行星座数据的采样率为K
×
Q
×
v。
[0015]进一步的，将采样率为K
×
Q
×
v的并行星座数据进行倍的高速并行采样率变换，对分数倍进行分解，根据分解的因子对所述并行星座数据进行M倍插值处理，再进行B倍抽取处理，获得经M/B倍变换的并行星座数据，再对经M/B倍采样率变换的并行星座数据进行X倍插值处理后进行Y倍抽取处理，获得基于倍变换的并行数据。
[0016]进一步的，采样率变换的计算式为：其中，为多相滤波器，h
uM+m
为多相分量，k表示滤波器系数的个数，M表示内插的倍数，m表示变量，m＝0，1，2，
…
，M
‑
1，U表示滤波器阶数。
[0017]第二方面，本专利技术提供一种高速并行分数倍采样率的变换装置，用以实现如第一方面提供的变换方法，所述装置包括数据生成单元、数据成型单元、频率变换单元以及匹配滤波单元；
[0018]所述数据生成单元，用于获取随机生成的若干路待发送数据，对所述若干路待发送数据进行并行调制，生成若干路并行调制数据；
[0019]所述数据成型单元，用于对所述若干路并行调制数据进行并行成型滤波处理，获得若干路并行星座数据；
[0020]所述频率变换单元，用于将用于采样率变换的分数倍的因子进行分解，获得分数倍的多项因子，根据所述多项因子对所述若干路并行星座数据进行插值与抽取处理，获得采样频率变换后的并行数据；
[0021]所述匹配滤波单元，用于将所述并行数据进行信道处理后再进行匹配滤波获得采
样率变换后的仿真结果。
[0022]进一步的，所述数据生成单元还用于根据所述若干路待发送数据，获得若干路待发送数据的速率为K
×
v，式中，K表示若干路待发送数据，v表示单路待发送数据的速率。
[0023]进一步的，数据成型单元包括滤波器，用于将K路并行调制数据经重构倍数为Q的滤波处理，获得K
×
Q路的并行星座数据，所述并行星座数据的采样率为K
×
Q
×
v。
[0024]进一步的，所述频率变换单元包括数字滤波器，所述数字滤波器用于将采样率为K
×
Q
×
v的并行星座数据进行倍的高速并行采样率变换，对分数倍进行分解，根据分解的因子对所述并行星座数据进行M倍插值处理，再进行B倍抽取处理，获得经M/B倍变换的并行星座数据，再对经M/B倍采样率变换的并行星座数据进行X倍插值处理后进行Y倍抽取处理，获得基于倍变换的并行数据。
[0025]进一步的，所述数字滤波器用于进行采样率变换的计算式为：其中，为多相滤波器，h
uM+m
为多相分量，k表示滤波器系数的个数，M表示内插的倍数，m表示变量，m＝0，1，2，
…
，M
‑
1，U表示滤波器阶数。
[0026]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0027]本专利技术克服了前述的现有技术的设计本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高速并行分数倍采样率变换的实现方法，其特征在于，包括：获取随机生成的若干路待发送数据，对所述若干路待发送数据进行并行调制，生成若干路并行调制数据；对所述若干路并行调制数据进行并行成型滤波处理，获得若干路并行星座数据；将用于采样率变换的分数倍的因子进行分解，获得分数倍的多项因子，根据所述多项因子对所述若干路并行星座数据进行插值与抽取处理，获得采样频率变换后的并行数据；将所述并行数据进行信道处理后再进行匹配滤波获得采样率变换后的仿真结果。2.根据权利要求1所述的一种高速并行分数倍采样率的变换方法及装置，其特征在于，根据所述若干路待发送数据，获得若干路待发送数据的速率为K
×
v，式中，K表示若干路待发送数据，v表示单路待发送数据的速率。3.根据权利要求2所述的一种高速并行分数倍采样率的变换方法，其特征在于，将K路并行调制数据经重构倍数为Q的滤波处理，获得K
×
Q路的并行星座数据，所述并行星座数据的采样率为K
×
Q
×
v。4.根据权利要求3所述的一种高速并行分数倍采样率的变换方法，其特征在于，将采样率为K
×
Q
×
v的并行星座数据进行倍的高速并行采样率变换，对分数倍进行分解，根据分解的因子对所述并行星座数据进行M倍插值处理，再进行B倍抽取处理，获得经M/B倍变换的并行星座数据，再对经M/B倍采样率变换的并行星座数据进行X倍插值处理后进行Y倍抽取处理，获得基于倍变换的并行数据。5.根据权利要求4所述的一种高速并行分数倍采样率的变换方法，其特征在于，采样率变换的计算式为：其中，为多相滤波器，h
uM+m
为多相分量，k表示滤波器系数的个数，M表示内插的倍数，m表示变量，m＝0，1，2，
…
，M
‑
1，U表示滤波器阶数。6.一种高速并行分数倍采样率的变换装置，其特征在于，所述装置包括数据生成单元、数据成型单元、频率变换单元以及匹配滤波单元；所述数据生成单元，用于获...

【专利技术属性】
技术研发人员：李粮余，高波，程静静，
申请(专利权)人：重庆两江卫星移动通信有限公司，
类型：发明
国别省市：