一种低复杂度的动态非均匀信道化用户分离方法技术

本发明专利技术公开了一种低复杂度的动态非均匀信道化用户分离方法，包括以下步骤：获取信号分离配置参数，包括子带数以及各子带的用户数；根据所述的信号分离配置参数，计算后续需要的搬移频点、抽取倍数，以及使能信号；根据所述的搬移频点，使用数字混频模块，将ADC采集到的信号里对相应的用户进行搬频操作；使用CIC滤波模块将滤除无关信号，并根据所述的抽取倍数分别进行相应的信号抽取；使用补偿滤波模块对抽取后的信号进行处理，以获得通带补偿并对信号进行更精确的滤波。本发明专利技术结合一般非均匀信道分离和抽取的特点，实现信号的信道化用户分离任务，优点在于复杂度低，后端滤波器可复用；用户数目可配，且可做到非均匀信道化用户分离。

A low complexity dynamic nonuniform channelized user separation method

【技术实现步骤摘要】
一种低复杂度的动态非均匀信道化用户分离方法
本专利技术涉及软件无线电原理与应用领域，尤其涉及一种低复杂度的动态非均匀信道化用户分离的实现方法。
技术介绍
卫星在通信、侦察、气象、导航、定位及地对地观测等领域有着广泛的应用。卫星信号作为各个应用的载体在卫星与地面之间传播需要将卫星信号做信道分离。数字信道化分离是卫星信号接收机中的核心部件，多年来一直受到国内外专家学者的普遍关注，从上世纪80年代开始，国外学者就已经开始了数字接收机的相关研究。随后软件无线电等前沿的技术思想逐渐出现。国外便有了一些公司专门从事数字信道化分离的研究并推出了模块化的专用产品。在国内，有关于数字信道化分离方面的研究开始于上世纪90年代。发展至今，国内的数字信号处理技术以及研制的数字信道化分离性能指标仍有很大的进步空间。当卫星信号存在多子站的情况下，基于STFT(shorttimefouriertransformation)，基于多相结构和分析滤波器组加综合滤波器组的数字接收机，这三种结构都存在一个不足之处，就是需要一个合适的采样率才能做信道分离，且个子站还需要是均匀的情况才可以。还有一种较为传统的混频加多级滤波器，但是在多信道条件下，它的复杂度很高，不适用于多信道的分离。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种低复杂度的动态非均匀信道化用户分离方法，可实现在非均匀信道接收过程中能获得多个不同的用户信号。本专利技术的目的是这样实现的，包括以下步骤：步骤1，获取信号分离配置参数，包括子带数以及各子带的用户数；步骤2，根据所述的信号分离配置参数，计算后续需要的搬移频点、抽取倍数，以及使能信号；步骤3，根据所述的搬移频点，使用数字混频模块，将ADC(模数转换)采集到的信号里对相应的用户进行搬频操作；步骤4，使用CIC(积分梳状级联)滤波模块将滤除无关信号，并根据所述的抽取倍数分别进行相应的信号抽取；步骤5，使用补偿滤波模块对抽取后的信号进行处理，以获得通带补偿并对信号进行更精确的滤波；步骤6，当发送端发生变化，如子带内用户信号数发生改变，则回到步骤1进行操作。具体地，所述的数字混频模块为复数域混频，采用直接数字式频率合成器作为混频器，所述的混频器的输入是频率控制字，及与频率直接相关的映射数据，输出是两个正交的振荡信号。具体地，所述的CIC滤波模块采用积分，梳状滤波器级联的方式，所述的滤波器由一对或多对积分-梳状滤波器组成，在抽取CIC中，输入信号依次经过积分，降采样，以及与积分环节数目相同的梳状滤波器，在内插CIC中，输入信号依次经过梳状滤波器，升采样，以及与梳状数目相同的积分环节。具体地，所述的补偿滤波模块由FIR滤波器(FiniteImpulseResponse，有限长单位冲击响应滤波器)组成。优选地，所述的梳状滤波器使用的Xilinx的IPcore，级联个数为5级，延迟D为1，抽取倍数配置为最小30倍，最大480倍。本专利技术充分结合一般非均匀信道分离和抽取的特点，将信号以一种低复杂度的形式完成分离任务。采用一般的混频加滤波且不做抽取的话，无法达到动态环境下的信号分离，且消耗资源更大。因为每一种环境都需要不同的补偿滤波器。而本专利技术在此基础上，只需要做抽取就可以反复使用现有的滤波器，做到了资源的充分利用。本专利技术较之现有技术有三个优点：第一，复杂度低，后端滤波器在动态情况下可复用；第二，用户数目可配；第三，可做到非均匀信道化用户分离。附图说明图1为本专利技术方法在信号处理系统中的位置示意图；图2为本专利技术方法的流程示意图；图3为本专利技术实施例中功能结构示意图；图4为本专利技术实施例中信号子带用户示意图；图5为本专利技术实施例中的ram表结构示意图；图6为本专利技术实施例中混频子模块结构图；图7为本专利技术实施例中积分器幅频特性曲线图；图8为本专利技术实施例中梳状滤波器特性曲线图；图9为本专利技术实施例中单级CIC系统结构图；图10为本专利技术实施例中CIC滤波器幅频特性曲线图；图11为本专利技术实施例中FIR补偿滤波器幅频特性曲线图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的说明，但不以任何方式对本专利技术加以限制，基于本专利技术教导所作的任何变更或改进，均属于本专利技术的保护范围。本专利技术方式拟解决的问题是：在实际过程中，有这样一个信号如图一所示，如在某采样率fs下，有多个子带，每个子带带宽为B，每个子带内存在2^n个用户信号，n在实际当中可变，每个用户信号所占带宽为Bn，本专利技术可将各个线上可变的信号分离出来。本专利技术方法在实际信号处理系统中的功能位置如图1所示。如图2所示，本专利技术提出的一种低复杂度的动态非均匀信道化用户分离方法，实际上结合抽取和混频加多级滤波的结构来解决该问题。所述的用户分离方法，包括以下步骤：步骤1，获取信号分离配置参数，包括子带数以及各子带的用户数。如图3所示，参数分析模块获取子带个数以及各个子带内用户个数。步骤2，根据所述的信号分离配置参数，计算后续需要的搬移频点、抽取倍数，以及使能信号。所述的参数分析模块内部有ram表，如图5所示，ram表里存放有每个子带内各个情况下用户的频点信息。这些信息会根据上层配置信息以一定关系访问出来，抽取倍数信息也会以状态机的形式提取出来分配给所需模块。步骤3，根据所述的搬移频点，使用数字混频模块，将ADC采集到的信号里对相应的用户进行搬频操作。当完成步骤2操作后，ADC信号经过数字混频模块，数字混频模块内部是很多个子混频模块，每个子混频模块都会根据参数分析模块所给的参数将所对应的用户信息搬移到零频附近。步骤4，使用CIC滤波模块将滤除无关信号，并根据所述的抽取倍数分别进行相应的信号抽取。完成步骤3操作后，各个混频信号进过CIC滤波模块，同样CIC滤波模块内部也有很多个子CIC滤波模块，用于滤除各个混频后信号中大量的无用信号，然后根据参数分析模块所给的信息分别进行抽取，使数据速率降下来。步骤5，使用补偿滤波模块对抽取后的信号进行处理，以获得通带补偿并对信号进行更精确的滤波。当完成步骤4操作后，所得到的信号速率很小，且CIC滤波存在带内的衰减，而且滤波不够精确。所以后级经过补偿滤波模块。补偿滤波模块本身是由很多个子FIR模块组成。其滤波器无须更换系数便可做到补偿和精确滤波的效果。因为用户信号在归一化的频谱上的特点是一致的。所以滤波器本身无须做更改。步骤6，当发送端发生变化，如子带内用户信号数发生改变，则回到步骤1进行操作。一旦发送端改变了每个子带内的用户个数，则只需将这些信息又重新加载至参数分析模块即可。在本实施例中，用一个ipstar卫星信号进行举例，该信号是一个8.xxMHz的中频信号。信号一共分为4个子带，每个子带所占带宽相同。每个子带内部可能有1、2、4、8、16个用户，这些用户所占带宽在所在子带内是相同的，且每个用户的有用带宽大约占用户带宽的1/3，本信本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低复杂度的动态非均匀信道化用户分离方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1，获取信号分离配置参数，包括子带数以及各子带的用户数；/n步骤2，根据所述的信号分离配置参数，计算后续需要的搬移频点、抽取倍数，以及使能信号；/n步骤3，根据所述的搬移频点，使用数字混频模块，将ADC采集到的信号里对相应的用户进行搬频操作；/n步骤4，使用CIC滤波模块将滤除无关信号，并根据所述的抽取倍数分别进行相应的信号抽取；/n步骤5，使用补偿滤波模块对抽取后的信号进行处理，以获得通带补偿并对信号进行更精确的滤波；/n步骤6，当发送端发生变化，如子带内用户信号数发生改变，则回到步骤1进行操作。/n

【技术特征摘要】
1.一种低复杂度的动态非均匀信道化用户分离方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，获取信号分离配置参数，包括子带数以及各子带的用户数；
步骤2，根据所述的信号分离配置参数，计算后续需要的搬移频点、抽取倍数，以及使能信号；
步骤3，根据所述的搬移频点，使用数字混频模块，将ADC采集到的信号里对相应的用户进行搬频操作；
步骤4，使用CIC滤波模块将滤除无关信号，并根据所述的抽取倍数分别进行相应的信号抽取；
步骤5，使用补偿滤波模块对抽取后的信号进行处理，以获得通带补偿并对信号进行更精确的滤波；
步骤6，当发送端发生变化，如子带内用户信号数发生改变，则回到步骤1进行操作。


2.根据权利要求1所述的动态非均匀信道化用户分离方法，其特征在于，所述的数字混频模块为复数域混频，采用直接数字式频率合成器作为混频器，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：习勇，黄震南，邹家贤，汤伟，
申请(专利权)人：湖南智领通信科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43