一种可任意倍数重采样的数字下变频器制造技术

本申请公开了一种可任意倍数重采样的数字下变频器，用于接收ADC输入的数字中频信号，对该数字中频信号进行数字下变频处理并输出处理后得到的i、q两路基带信号，该数字下变频器包括：数控振荡器、混频器、重采样模块和FIR滤波器，其中，重采样模块通过对经混频器数字解调后输出的信号进行重采样，可实现任意倍数的降采样率转换，该重采样模块支持大范围、大比例、高精度的降采样率转换，使得该数字下变频器具有更大的灵活性和适应性；该数字下变频器结构简单，利于软硬件实现，具有更大的灵活性和适应性，可普遍应用于各种制式下的软件无线电或者通信系统中。

A digital down converter with resampling at any magnification

The invention discloses a digital can be arbitrary multiple resampling down converter for digital signal receiving ADC input, the digital signal processing for digital down conversion and output is obtained after the treatment of I and Q baseband signals, including the DDC: digital controlled oscillator, mixer, and re sampling module FIR filter, the re sampling module based on digital demodulation signal by mixer output after re sampling, sampling can be realized at any time the drop rate conversion, the re sampling module supports a wide range, large scale and high precision of the sampling rate conversion, the digital down converter has greater flexibility and adaptability; the digital down converter has the advantages of simple structure, conducive to the realization of software and hardware, with greater flexibility and adaptability of software radio can be widely used in a variety of formats under Or in a communication system.

【技术实现步骤摘要】
一种可任意倍数重采样的数字下变频器
本申请涉及数字下变频器领域，尤其涉及一种可任意倍数重采样的数字下变频器。
技术介绍
数字下变频指在超外差式接收机中经过混频后得到的中频信号比原始信号的频率低的一种混频方式，是软件无线电的核心技术之一。数字下变频器由数控振荡器(NCO)、数字正交混频模块以及抽取滤波模块构成。在软件无线电或者无线通信等领域，接收机接收从天线进来的信号进行一定级数的模拟下变频，得到模拟中频信号，然后再用ADC(模拟/数字转换器)对中频信号进行采样得到数字中频信号，最后再对该数字中频信号进行数字下变频处理，得到相应的基带信号。现有的数字下变频技术实现过程一般如图1所示，输入信号经ADC采样后得到数字中频信号，数字中频信号与NCO产生的正弦分量和余弦分量分别相乘后得到i、q两路信号，然后对i、q两路信号进行CIC抽取滤波、半带滤波以及FIR滤波等处理后，得到i、q两路基带信号。图中的CIC抽取滤波器一般都需要采取多级级联的方法以达到足够的带外抑制；其中的半带滤波也可能是多个半带滤波器级联；而最后一级FIR滤波则主要用来实现一些补偿功能、ISI(码间干扰)抑制等。现有技术由于采取CIC抽取滤波器和半带滤波器组合来实现采样率的转换，因此只能支持整数倍的采样率转换，这样的话就会给基带信号的采样率(或者带宽)和ADC的采样率选择和定标带来一定的限制；又由于采取CIC滤波器和半带滤波器组合的结构，使得能够支持的降采样倍数有限，一般仅能支持有限的几种降采样倍数；而且因为CIC滤波器通带增益存在不一致性，往往在CIC滤波器后面还需要增加一个补偿滤波器，用于补偿CIC滤波器的通带不平坦性，这就给实际的设计与实现增加了复杂度和工作量。
技术实现思路
本申请提供一种可任意倍数重采样的数字下变频器，该数字下变频器具备重采样功能，可以直接支持任意倍数的有理数采样率转换，不需要采用CIC滤波器和半带滤波器，适用范围广，能够支持设定范围内的任意倍数采样率转换。本申请提供的一种可任意倍数重采样的数字下变频器，用于接收ADC输入的数字中频信号，对所述数字中频信号进行数字下变频处理并输出处理后得到的i、q两路基带信号，其特征在于，该数字下变频器包括：数控振荡器，作为所述数字下变频器的本振，输出本振信号；混频器，接收所述数字中频信号和本振信号，对所述数字中频信号进行数字下变频和数字解调，输出i、q两路信号；重采样模块，与所述混频器输出端相连接，接收所述混频器输出的i、q两路信号，对其分别进行重采样，降低信号的采样率，使其采样频率由原始采样频率转换为目标采样频率；FIR滤波器，与所述重采样模块输出端相连接，用于对重采样后的所述重采样模块输出的信号进行预调、频带选择和滤波，输出i、q两路基带信号。进一步，所述重采样模块包括：相对位置计算器，获取原始采样频率和目标采样频率，获取原始序列；根据原始采样频率和目标采样频率，在原始序列的时间维度上计算目标序列中各目标样点相对于离其最近的原始样点的相对位置信息；所述原始序列是所述i、q两路信号的各原始样点分别组成的数据序列，所述目标序列是重采样后的采用目标采样频率的各目标样点组成的数据序列；DDS相位累加器，以频率控制字为步进值进行累加，当相对位置计算器运算一次时，相位累加器累加一次；溢出次数统计器，在DDS相位累加器每次累加后统计该次累加过程中相位累加器的总溢出次数Q，Q(n)＝Q(n-1)+M，M为相位累加器每次累加时的溢出次数值；原始样点选择器，根据所述总溢出次数Q，在原始序列中选择连续的原始样点作为参与原始样点，参与原始样点以原始样点X(Q)为起始原始样点；滤波系数产生器，根据各目标样点的相对位置信息，计算每个目标样点的滤波系数；低通滤波器，根据所述滤波系数，对所选择的原始样点进行滤波后输出目标样点，得到目标序列。在一些实施例中，所述滤波系数产生器计算的每个目标样点所对应的滤波系数的个数根据滤波器的长度确定，每个目标样点所需要的原始样点的个数与滤波系数的个数相同。在一些实施例中，计算每个目标样点时，所述原始样点选择器所选择的原始样点的个数与所述滤波系数产生器计算得到的滤波系数的个数相同。在一些实施例中，所述DDS相位累加器使用的频率控制字与原始采样频率和目标采样频率的比值成正比。在一些实施例中，所述DDS相位累加器使用的频率控制字为FTW＝round(2N×fs1/fs2)式中，FTW表示频率控制字；round(s)表示对s进行四舍五入取整；fs1为原始采样频率；fs2为目标采样频率；N为相位累加器位数。在一些实施例中，所述相对位置计算器采用以下计算公式计算相对位置信息：式中，index表示相对位置信息，mod(a,b)表示取a对b的模值；round(s)表示对s进行四舍五入取整；fs1为原始采样频率；fs2为目标采样频率；L为一个整数，并且满足L≤2N；Acc为相位累加器的相位值，其初始值为零；N为相位累加器位数。在一些实施例中，所述滤波系数产生器计算滤波系数的公式为：其中，P为滤波器长度。在一些实施例中，所述低通滤波器进行滤波的公式为：在一些实施例中，所述混频器为乘法器。本申请的有益效果是：由于本申请提供的数字下变频器采用的重采样模块实时性较好、可以实现任意倍数的降采样率转换，且支持大范围、大比例、高精度的降采样率转换，该数字下变频器具有更大的灵活性和适应性，可普遍应用于各种制式下的软件无线电或者通信系统中的数字下变频系统；而且该数字下变频器不需要使用CIC滤波器、半带滤波器和CIC补偿滤波器就可实现数字下变频，结构简单，利于软硬件实现。附图说明图1为现有技术数字下变频技术原理图；图2为本申请提供的一种可任意倍数重采样的数字下变频器结构框图；图3为本申请提供的一种重采样模块结构框图；图4为本申请提供的重采样模块获取各目标样点的过程示意图。具体实施方式下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。请参考图2，本申请提供了一种可任意倍数重采样的数字下变频器，该数字下变频器用于接收ADC输入的数字中频信号s(n)，对数字中频信号s(n)进行数字下变频处理并输出基带信号i和基带信号q。其中，数字中频信号为s(n)＝A(n)cos[ω0+θ(n)]，ω0为数字中频信号中心频率。该数字下变频器4包括第一混频器5、第二混频器6、NCO7、重采样模块10和FIR滤波器9。数控振荡器(NCO)7作为数字下变频器的本振，在数字域内对信号进行频谱搬移，分别向第一混频器5输出本振信号余弦分量cos(ω0n)，向第一混频器5输出本振信号正弦分量sin(ω0n)。第一混频器5接收数字中频信号s(n)和余弦分量cos(ω0n)，第二混频器6接收数字中频信号s(n)和正弦分量sin(ω0n)，第一混频器5和第二混频器6分别对数字中频信号s(n)进行数字下变频和数字解调。第一混频器5输出的i路信号为xi(n)，第二混频器6输出的q路信号为xq(n)。其中，优选地，第一混频器5和第二混频器6为乘法器。由此可见，因为其本振、两路乘法器均采用数字技术实现,保证了i、q两路在幅度一致性和较好的相位正交性。重采样模块10与第一混频器5输出端和第二混频器6输出端相连接，其第一输入端接收i路信号xi(n)，第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可任意倍数重采样的数字下变频器，用于接收ADC输入的数字中频信号，对所述数字中频信号进行数字下变频处理并输出处理后得到的i、q两路基带信号，其特征在于，该数字下变频器包括：数控振荡器，作为所述数字下变频器的本振，输出本振信号；混频器，接收所述数字中频信号和本振信号，对所述数字中频信号进行数字下变频和数字解调，输出i、q两路信号；重采样模块，与所述混频器输出端相连接，接收所述混频器输出的i、q两路信号，对其分别进行重采样，降低信号的采样率，使其采样频率由原始采样频率转换为目标采样频率；FIR滤波器，与所述重采样模块输出端相连接，用于对重采样后的所述重采样模块输出的信号进行预调、频带选择和滤波，输出i、q两路基带信号。

【技术特征摘要】
1.一种可任意倍数重采样的数字下变频器，用于接收ADC输入的数字中频信号，对所述数字中频信号进行数字下变频处理并输出处理后得到的i、q两路基带信号，其特征在于，该数字下变频器包括：数控振荡器，作为所述数字下变频器的本振，输出本振信号；混频器，接收所述数字中频信号和本振信号，对所述数字中频信号进行数字下变频和数字解调，输出i、q两路信号；重采样模块，与所述混频器输出端相连接，接收所述混频器输出的i、q两路信号，对其分别进行重采样，降低信号的采样率，使其采样频率由原始采样频率转换为目标采样频率；FIR滤波器，与所述重采样模块输出端相连接，用于对重采样后的所述重采样模块输出的信号进行预调、频带选择和滤波，输出i、q两路基带信号。2.如权利要求1所述的数字下变频器，其特征在于，所述重采样模块包括：相对位置计算器，获取原始采样频率和目标采样频率，获取原始序列；根据原始采样频率和目标采样频率，在原始序列的时间维度上计算目标序列中各目标样点相对于离其最近的原始样点的相对位置信息；所述原始序列是所述i、q两路信号的各原始样点分别组成的数据序列，所述目标序列是重采样后的采用目标采样频率的各目标样点组成的数据序列；DDS相位累加器，以频率控制字为步进值进行累加，当相对位置计算器运算一次时，相位累加器累加一次；溢出次数统计器，在DDS相位累加器每次累加后统计该次累加过程中相位累加器的总溢出次数Q，Q(n)＝Q(n-1)+M，M为相位累加器每次累加时的溢出次数值；原始样点选择器，根据所述总溢出次数Q，在原始序列中选择连续的原始样点作为参与原始样点，参与原始样点以原始样点X(Q)为起始原始样点；滤波系数产生器，根据各目标样点的相对位置信息，计算每个目标样点的滤波系数；低通滤波器，根据所述滤波系数，对所选择的原始样点进行滤波后输出目标样点，得到目标序列。3.如权利要求2所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永添，宋民，赵亚峰，
申请(专利权)人：深圳市鼎阳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44