一种多路信号数字接收机中的匹配滤波器复用装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种多路信号数字接收机中的匹配滤波器复用装置。包括输入转换单元、滤波单元、量化单元和输出单元。通过高倍时钟生成一个标示信号并对并行输入的多路信号进行并串转换，再对匹配滤波算法进行流水线化设计，实现串行多路信号的同步匹配滤波，然后根据设计要求对滤波结果进行量化，最后根据标示信号对串行结果转并行输出来实现匹配滤波器同步复用的目的。本实用新型专利技术将多路信号和计算过程的时分复用思想与匹配滤波器流水线化设计相结合，相对于现有的适用多路信号的匹配滤波方法具有不需要额外增加大量逻辑模块资源和同步实现多路信号匹配滤波的特点，特别适用于多路信号数字接收机中对逻辑模块资源和信号处理实时性要求高的情况。

A Matched Filter Multiplexing Device in Multiplex Signal Digital Receiver

【技术实现步骤摘要】
一种多路信号数字接收机中的匹配滤波器复用装置
本技术涉及通信领域中的一种多路信号数字接收机中的匹配滤波器复用装置的实现，可将多路信号和计算过程的时分复用思想与匹配滤波器流水线化设计相结合来实现多路具有相同采样率信号共用一个匹配滤波器的目的。
技术介绍
随着多波束同步卫星系统应用的多样化,越来越多的数字接收机需要面临同时解调多路信号的问题，并且提出了解调实时性和节省FPGA逻辑模块资源的要求。在以前的设计中，数字接收机一般只处理一路信号，这样匹配滤波器只能处理一路数字基带信号，这样应用到多路信号数字接收机中会带来多路并行匹配滤波器消耗大量FPGA逻辑模块资源的问题。采用多路信号数字接收机中的匹配滤波器复用装置来实现多路具有相同采样率信号的匹配滤波具有重要的应用价值。
技术实现思路
本技术的目的在于避免上述
技术介绍
中的不足之处而提供一种多路信号数字接收机中的匹配滤波器复用装置，实现多路具有相同采样率信号共用一个匹配滤波器的目的。本技术能实现具有实时匹配滤波、节省FPGA逻辑模块资源、算法简单等特点的多路信号数字接收机中的具有相同采样率信号的匹配滤波。本技术进一步解决的技术问题是：本技术将多路信号和计算过程的时分复用思想与匹配滤波器流水线化设计相结合来实现多路具有相同采样率信号共用一个匹配滤波器。本技术采用的技术方案为：一种多路信号数字接收机中的匹配滤波器复用装置，包括输入转换单元1、滤波单元2、量化单元3和输出单元4；所述的输入转换单元1的多个信号输入端口与外部连接，接收具有相同采样率的多路数字基带信号，并将多路数字基带信号进行并串转换后得到的两路串行I、Q信号以及标示信号，分别送入滤波单元2；滤波单元2对两路串行I、Q信号进行匹配滤波，并根据处理时延调整标示信号，将滤波后的两路串行I、Q信号以及调整后的标示信号送入量化单元3；量化单元3对滤波后的两路串行I、Q信号进行量化，并根据处理时延调整标示信号，将量化结果和调整后的标示信号送入输出单元4；输出单元4根据标示信号分别抽取各路匹配滤波后结果，实现两路串行I、Q信号的串并转换，将串并转换后的各路信号通过多个信号输出端口输出到外部数据接口。其中，所述输入转换单元1的输入端口1_1、1_2接收第1路数字基带信号1_I、1_Q，输入端口1_2N-1、1_2N接收第N路数字基带信号N_I、N_Q，并利用一个等于N倍的输入数字基带信号采样率的高倍时钟将端口1输入的信号进行并串转换，转换后的串行信号的I路从输出端口2_1输出至滤波单元2的输入端口1_1，转换后的串行信号的Q路从输出端口2_2输出至滤波单元2的输入端口1_2，并产生一个与高倍时钟同步的标示信号来指示输出端口2_1和输出端口2_2的每个时钟周期信号所对应的信道，并从输出端口3将标示信号输出至滤波单元2的输入端口2。其中，所述量化单元3对输入端口1_1和1_2输入的滤波后的两路串行I、Q信号进行定点数的量化，并将结果通过输出端口3_1和3_2对应输出至输出单元4的输入端口1_1和1_2，并根据量化单元3的处理时延调整标示信号，使之准确指示输出端口3_1和3_2输出的每个时钟周期信号所对应的信道，并将调整后的标示信号从输出端口4输出至输出单元4的输入端口2。其中，所述输出单元4首先根据输入端口2输入的标示信号对端输入口1_1和1_2输入的两路串行I、Q信号分别抽取各信道匹配滤波后的信号，然后通过输出端口3_1和3_2输出第1路匹配滤波后的数字信号的I、Q路，以此类推通过输出端口3_2N-1和3_2N输出第N路匹配滤波后的数字信号的I、Q路，同时通过时延控制保证N路I、Q信号同步输出。本技术与
技术介绍
相比具有如下优点：1.本技术不需要额外增加大量FPGA逻辑模块资源，利用时分复用的思想只需要一个匹配滤波器就可以实现多路具有相同采样率信号的匹配滤波，从而大大节省了FPGA逻辑模块资源。2.本技术采用流水线化结构来设计匹配滤波器，使多路信号串行输入时可以独立实现滤波功能，并且可以实时工作、时延较小。3.本技术结构简单，实现复杂度低。附图说明图1是本技术的原理方框图。图2是本技术输入转换单元的时序图。图3是本技术输出单元的时序图。具体实施方式参照图1至图3，本技术包括输入转换单元1、滤波单元2、量化单元3和输出单元4。图1是本技术的原理方框图，实施例按图1连接线路。其中输入转换单元1其作用是将输入的多路数字基带信号在一个高倍时钟的控制下从并行数据转换为串行数据，滤波单元2其作用是对各路信号匹配滤波并输出，量化单元3其作用是根据接收机设计要求对滤波结果进行定点量化，输出单元4其作用是将各路信号滤波后的串行结果恢复成并行信号。图2是输入转换单元1的时序图。数字基带信号1_I、数字基带信号1_Q分别从输入转换单元1的端口1_1、1_2送入，以此类推数字基带信号N_I、数字基带信号N_Q分别从输入转换单元1的端口1_2N-1、1_2N送入。该N路I、Q信号有相同的输入采样时钟频率f，在时刻t的信号分别表示为I1(t)、Q1(t)、……、IN(t)、QN(t)。用一个频率为Nf的高倍时钟分别对该N路I、Q信号采样，得到串行I路信号I1(t)、……、IN(t)、I1(t+1)、……，串行Q路信号Q1(t)、……、QN(t)、Q1(t+1)、……。端口3输出的标示信号指示出当前时刻t的串行I路信号和串行Q路信号分别代表哪一路的数字基带信号。输入转换单元1端口3输出的标示信号为1表明当前时刻t从端口2_1、2_2输出的两路串行I、Q信号为端口1_1、1_2输入的第1路数字基带信号，以此类推输入转换单元1端口3输出的标示信号为N表明当前时刻t从端口2_1、2_2输出的两路串行I、Q信号为端口1_2N-1、1_2N输入的第N路数字基带信号。图3是输出单元4的时序图。完成量化后的串行I路信号和串行Q路信号分别从输出单元4的端口1_1、1_2输入，输出单元4的端口2输入的标示信号指示出当前时刻t的串行I路信号和串行Q路信号分别代表哪一路的量化后的数字信号。输出单元4端口2输入的标示信号为1表明需要将端口1_1、1_2输入的I、Q信号分别从输出单元4的端口3_1、3_2输出，以此类推输出单元4端口2输入的标示信号为N表明需要将端口1_1、1_2输入的I、Q信号分别从输出单元4的端口3_2N-1、3_2N输出，经过N倍抽样恢复得到最初的输入采样时钟频率f。同时为了保证N路数字信号从输出单元4的端口3_1至3_2N同步输出，对输出单元4端口3_1、3_2延时N-1个频率为Nf的高倍时钟周期输出，以此类推对输出单元4端口3_2N-1、3_2N延时1个频率为Nf的高倍时钟周期输出。滤波单元2对输入转换单元1输入的信号匹配滤波的过程如下：根据端口2的标示信号判断当前信道信息，选择滤波器系数；根据已知的滤波器长度分别将端口1_1和1_2输入的串行两路I、Q信号存入移位寄存器reg1、reg2，将已选择的滤波器系数存入变量reg3；将变量reg1、reg2分别与reg3相乘得到相关值reg4、reg5；根据已知的滤波器长度将相关值reg4、reg5分别累加求和得到滤波结果，分别从端本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多路信号数字接收机中的匹配滤波器复用装置，包括输入转换单元(1)、滤波单元(2)、量化单元(3)和输出单元(4)；其特征在于，所述的输入转换单元(1)的多个信号输入端口与外部连接，接收具有相同采样率的多路数字基带信号，并将多路数字基带信号进行并串转换后得到的两路串行I、Q信号以及标示信号，分别送入滤波单元(2)；滤波单元(2)对两路串行I、Q信号进行匹配滤波，并根据处理时延调整标示信号，将滤波后的两路串行I、Q信号以及调整后的标示信号送入量化单元(3)；量化单元(3)对滤波后的两路串行I、Q信号进行量化，并根据处理时延调整标示信号，将量化结果和调整后的标示信号送入输出单元(4)；输出单元(4)根据标示信号分别抽取各路匹配滤波后结果，实现两路串行I、Q信号的串并转换，将串并转换后的各路信号通过多个信号输出端口输出到外部数据接口。

【技术特征摘要】
1.一种多路信号数字接收机中的匹配滤波器复用装置，包括输入转换单元(1)、滤波单元(2)、量化单元(3)和输出单元(4)；其特征在于，所述的输入转换单元(1)的多个信号输入端口与外部连接，接收具有相同采样率的多路数字基带信号，并将多路数字基带信号进行并串转换后得到的两路串行I、Q信号以及标示信号，分别送入滤波单元(2)；滤波单元(2)对两路串行I、Q信号进行匹配滤波，并根据处理时延调整标示信号，将滤波后的两路串行I、Q信号以及调整后的标示信号送入量化单元(3)；量化单元(3)对滤波后的两路串行I、Q信号进行量化，并根据处理时延调整标示信号，将量化结果和调整后的标示信号送入输出单元(4)；输出单元(4)根据标示信号分别抽取各路匹配滤波后结果，实现两路串行I、Q信号的串并转换，将串并转换后的各路信号通过多个信号输出端口输出到外部数据接口。2.根据权利要求1所述的一种多路信号数字接收机中的匹配滤波器复用装置，其特征在于：输入转换单元(1)的输入端口1_1、1_2接收第1路数字基带信号1_I、1_Q，输入端口1_2N-1、1_2N接收第N路数字基带信号N_I、N_Q，并利用一个等于N倍的输入数字基带信号采样率的高倍时钟将端口1输入的信号进行并串转换，转换后的串行信号的I路从输出端口2_1输出至滤波单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙南南，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：新型
国别省市：河北,13