【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电子信息技术，具体涉及一种高速并行数字信号的正交变换方法与系统。
技术介绍
1、电子信息技术中的信号正交变换(即将射频信号变换为基带同相和正交分量)在信号处理中具有极其重要的作用。用数字正交变换的方法获取同相和正交分量，采用这种直接数字正交变换技术，一方面可以将中频以下的功能用软件实现，另一方面还可以解决通道间的匹配问题。
2、随着数字信号处理技术快速发展、接收机信号处理能力的提高，对高速信号处理的需求越来越大。同样的对于信号的正交变换，其处理需求已超过1ghz。而现场可编程逻辑阵列(fpga)作为通用硬件平台，尽管其器件的最高工作频率超过500mhz，但是仍然不能直接进行速率超过1ghz的数字正交变换。因此，要在fpga中实现高速率运算的数字正交变换，只能采用并行结构，耗费更多的资源以降低fpga的工作频率。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题：减少对芯片资源的消耗。
2、针对现有技术的上述问题，提供一种高速并行数字信号的正交变换方法与系统，能对任意高速数字信号进行正交变换，同时通过对滤波器系数的选择、多相并行滤波结构的优化，减少了对芯片资源的消耗。
3、为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
4、一种高速并行数字信号的正交变换方法，包括以下步骤：
5、获取当前信号，根据当前信号的并行路数计算每一路对应的混频本振值；
6、计算当前信号的同相分量和正交分量，将同相分量的每一路
7、交替抽取半带滤波器的滤波系数分别作为同相分量和正交分量的滤波系数，根据正交分量的并行路数推导多相滤波优化结构，并使用多相滤波优化结构对于正交分量进行滤波，将同相分量的每一路分别乘以对应的滤波系数并进行延时，以完成对于同相分量的滤波并同步正交分量的滤波结果。
8、进一步的，根据当前信号的并行路数计算每一路对应的混频本振值时，包括：根据混频当前信号的并行路数对混频本振信号进行串转并变换，使得每一路对应的混频本振值均为固定值。
9、进一步的，计算当前信号的同相分量和正交分量时，包括：对当前信号进行奇偶交叉抽取，得到偶数索引序列并作为同相分量，同时得到奇数索引序列并作为正交分量，将同相分量和正交分量错开一拍采样延时。
10、进一步的，根据正交分量的并行路数推导多相滤波优化结构时，包括：
11、计算正交分量的每一路并行滤波结果输出的z域表达式；
12、对每一路并行滤波结果输出的z域表达式分别进行多项式分解，以复用相同的子滤波器结果，得到多相滤波优化结构。
13、进一步的，每一路并行滤波结果输出的z域表达式如下：
14、
15、其中，yk表示第k路并行滤波结果输出的z域表达，hi为第i路滤波器的z域表达，xi为第i路信号的z域表达，z-l为延时中频采样速率下的l拍，l为并行滤波路数。
16、进一步的，对每一路并行滤波结果输出的z域表达式分别进行多项式分解时，包括：
17、将每一路并行滤波结果输出的z域表达式代入多路结合后最终滤波输出信号的z域表达式后进行推导演化，根据推导演化结果，改写每一路并行滤波结果输出的z域表达式中对应的并行滤波结果输出的z域表达式。
18、进一步的，所述正交分量的并行路数为8路，多相滤波优化结构表达式如下：
19、y0＝x0h0+z-8(x1357h1357+x26h26)+z-8(x1h1+x3h3+x4h4)#+z-8(h5h5+x7h7-x13h13)+z-8(-x15h15-x37h37)+z-8(-x57h57-x2h2-x6h6)
20、y1＝(x01h01-x0h0-x1h1)+z-8x3h3+z-8(x2367h2367+x45h45+x2h2)+z-8(x6h6+x7h7-x23h23-x26h26)+z-8(-x37h37-x67h67-x4h4-x5h5)
21、y2＝(x02h02+x1h1-x0h0-x2h2)+z-8(x37h37+x46h46+x5h5)+z-8(-x3h3-x4h4-x5h6-x7h7)
22、y3＝(x0123h0123+x0h0+x1h1)+(x2h2+x3h3-x01h01)+(-x02h02-x13h13-x23h23)+z-8(x4567h4567+x4h4+x5h5)+z-8(x6h6+x7h7-x45h45)+z-8(-x46h46-x57h57-x67h67)
23、y4＝(x04h04+x13h13+x2h2)+(-x0h0-x1h1-x1h3-x4h4)+z-8(x57h57+x6h6-x5h5-x7h7)
24、y5＝(x0145h0145+x23h23+x0h0+x1h1)+(x5h5-x01h01-x04h04-x15h15)+(x4h4-x45h45-x2h2-x3h3)+z-8(x67h67-x6h6-x7h7)
25、y6＝(x0246h0246+x15h15+x0h0)+(x4h4+x6h6-x02h02-x04h04)+(-x26h26-x46h46-x1h1-x5h5)+x3h3+x2h2+z-8x7h7
26、y7＝(x01234567h01234567+x01h01+x02h02+x04h04+x13h13+x15h15)+(x23h23+x26h26+x37h37+x45h45+x46h46+x567h57+x67h67)+(-x0123h0123-x0246h0246-x0145h0145-x1357h1357-x2367h2367-x4567h4567)+(-x0h0-x1h1-x2h2-x3h3-x4h4-x5h5-x6h6-x7h7)#
27、其中，xabcd形式的参数为xa+xb+xc+xd的简化表达式，habcd形式的参数为ha+hb+hc+hd的简化表达式，xab形式的参数为xa+xb的简化表达式，hab形式的参数为ha+hb的简化表达式，y0至y7表示第0路至第7路并行滤波结果输出的z域表达，h0至h7为第0路至第7路滤波器的z域表达，x0至x7为第0路至第7路信号的z域表达，z-8为延时中频采样速率下的8拍，l为并行滤波路数。
28、进一步的，交替抽取半带滤波器的滤波系数分别作为同相分量和正交分量的滤波系数时，具体是将半带滤波器的滤波系数h(2n+1)作为同相分量对应通道的滤波系数，将半带滤波器的滤波系数h(2n)作为正交分量对应通道的滤波系数，n＝0,1,…,n，n为半带滤波器的阶数。
29、进一步的，将同相分量的每一路分别乘以对应的滤波系数并进行延时具体是将同相分量的每一路分别乘以0.5，然后延时中频采样速率下的1拍。
30、本专利技术还提出一种高速并行数字信本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高速并行数字信号的正交变换方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的高速并行数字信号的正交变换方法，其特征在于，根据当前信号的并行路数计算每一路对应的混频本振值时，包括：根据混频当前信号的并行路数对混频本振信号进行串转并变换，使得每一路对应的混频本振值均为固定值。
3.根据权利要求1所述的高速并行数字信号的正交变换方法，其特征在于，计算当前信号的同相分量和正交分量时，包括：对当前信号进行奇偶交叉抽取，得到偶数索引序列并作为同相分量，同时得到奇数索引序列并作为正交分量，将同相分量和正交分量错开一拍采样延时。
4.根据权利要求1所述的高速并行数字信号的正交变换方法，其特征在于，根据正交分量的并行路数推导多相滤波优化结构时，包括：
5.根据权利要求4所述的高速并行数字信号的正交变换方法，其特征在于，每一路并行滤波结果输出的z域表达式如下：
6.根据权利要求4所述的高速并行数字信号的正交变换方法，其特征在于，对每一路并行滤波结果输出的z域表达式分别进行多项式分解时，包括：
7.根据权利要求4所
8.根据权利要求1所述的高速并行数字信号的正交变换方法，其特征在于，交替抽取半带滤波器的滤波系数分别作为同相分量和正交分量的滤波系数时，具体是将半带滤波器的滤波系数h(2n+1)作为同相分量对应通道的滤波系数，将半带滤波器的滤波系数h(2n)作为正交分量对应通道的滤波系数，n＝0,1,…,N，N为半带滤波器的阶数。
9.根据权利要求8所述的高速并行数字信号的正交变换方法，其特征在于，将同相分量的每一路分别乘以对应的滤波系数并进行延时具体是将同相分量的每一路分别乘以0.5，然后延时中频采样速率下的1拍。
10.一种高速并行数字信号的正交变换系统，其特征在于，包括互相连接的微处理器和计算机可读存储介质，所述微处理器被编程或者配置以执行权利要求1～9任一项所述的高速并行数字信号的正交变换方法。
...【技术特征摘要】
1.一种高速并行数字信号的正交变换方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的高速并行数字信号的正交变换方法，其特征在于，根据当前信号的并行路数计算每一路对应的混频本振值时，包括：根据混频当前信号的并行路数对混频本振信号进行串转并变换，使得每一路对应的混频本振值均为固定值。
3.根据权利要求1所述的高速并行数字信号的正交变换方法，其特征在于，计算当前信号的同相分量和正交分量时，包括：对当前信号进行奇偶交叉抽取，得到偶数索引序列并作为同相分量，同时得到奇数索引序列并作为正交分量，将同相分量和正交分量错开一拍采样延时。
4.根据权利要求1所述的高速并行数字信号的正交变换方法，其特征在于，根据正交分量的并行路数推导多相滤波优化结构时，包括：
5.根据权利要求4所述的高速并行数字信号的正交变换方法，其特征在于，每一路并行滤波结果输出的z域表达式如下：
6.根据权利要求4所述的高速并行数字信号的正交变换方法，其特征在于，对每一路并行滤波结果输...
【专利技术属性】
技术研发人员：许敏良，王萌，周资伟，
申请(专利权)人：湖南艾科诺维科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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