[發明專利]用于衛星通信高速解調器內正交下變頻的實現方法

無效

• 申請號: 200810216640.0
• 申請日: 2008-09-28
• 公開（公告）號: CN101378285A
• 公開（公告）日: 2009-03-04
• 發明（設計）人: 李黎明
• 申請（專利權）人: 深圳市統先科技股份有限公司
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185;H04L27/00
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司
• 代理人: 滿群

技術領域

本發明涉及衛星通信技術領域，具體涉及衛星數字解調器中的高速數字信號正交下變頻的實現方法。

背景技術

對于衛星高速數據傳輸業務，天上數據中繼同步衛星與地面上終端站構成了一個實時的、寬帶的大數據傳輸鏈，其數據速率從40Mb/s到幾百Mb/s，甚至將來更高的Gb/s水平。這就需要一個高速數據的寬帶傳輸的調制解調器。

在數字接收系統中，對于高達400Mb/s符號速率的數字信號輸入到接收端，按照每符號至少2個采樣點對400Msps速率的符號信息進行采樣產生的信息速率為800Mb/s。以目前的FPGA(可編程邏輯門陣列)芯片能力，其內部時鐘600MHz，DDR3儲存器接口最高達533MHz，是無法完成這么高速率的信息處理，因此我們必須采用并行結構實現。其中并行數控振蕩器就是最重要的一環，可編程邏輯門陣列芯片包括了數控振蕩器和復數乘法器，

數控振蕩器是數字通信中調制解調單元必不可少的部分，同時也是各種數字頻率合成器和數字信號發生器的核心。數控振蕩器即NCO(NumericalControlled?Oscilator)用于產生可控的正弦波或余弦波。在產生高速的正交信號時，需要用最有效、最簡單的查表法。在實際應用中一般事先根據各個NCO正弦波相位計算好相位的正弦值。并以相位角度作為地址把該相位的正弦值數據存儲在表中，然后通過相位累加產生地址信息讀取當前時刻的相位表中相對應的正弦值，從而生產所需頻率的正弦波。這種方式即通常所使用的數控振蕩器。

通常的數控振蕩器產生一個復數序列信號與模數轉換器中轉換出的一個復數序列信號在復數乘法器中相乘來實現正交下變頻的功能，由于FPGA(可編程邏輯門陣列)芯片能力的不足，處理不了高速數據信號。

發明內容

本發明的目的就是針對現有技術的不足之處而提供的一種采用并行方式同時處理兩個復數序列信號，以實時處理高速信息數據進行正交下變頻的實現方法。

本發明的實現方法由衛星解調器內的模數轉換器和可編輯邏輯門陣列電路中的并行數控振蕩器、復數乘法器實現，其步驟為：

步驟1)模數轉換器將輸入采樣信號轉換成正交數字信號，并采用并行方式輸出速率為模數轉換器采樣頻率fs一半的fs/2的兩個復數序列{a(2k)}、{a(2k+1)}；

兩個復數序列中的{a(2k)}、{a(2k+1)}的實部序列信號通過I路輸入進復數乘法器中；

兩個復數序列中的{a(2k)}、{a(2k+1)}的虛部序列信號通過Q路輸入進復數乘法器中；

步驟2)將并行數控振蕩器中的累加相位單元設為2n，并行數控振蕩器通過內部的累加器后產生序列為：b1(k)＝b1(k+1)+2n＝{0，2n，4n，...2kn，...}；

將此輸出序列b1(k)分兩路以并行數控振蕩器工作頻率的fs/2輸出，一路作為當前時刻的相位地址信息直接在cos/sin函數查找表中讀取對應的波形值，得到復數序列{b(2k)}并輸入到復數乘法器中；

另一路先做一個減n運算b2(k)＝b1(k)-n＝{n，3n，...(2k-1)n...}；

再作為當前時刻的相位地址信息在另一個cos/sin函數查找表中讀取對應波形值，得到復數序列{b(2k+1)}并輸入到復數乘法器中；

步驟3)復數乘法器將模數轉換器傳送來的兩復數序列信號{a(2k)}、{a(2k+1)}與并行數控振蕩器傳送來的兩復數序列信號{b(2k)}、{b(2k+1)}分別進行兩兩復數相乘：

{a(2k)}*{b(2k)}＝{a(2k)R+ja(2k)I}*{b(2k)R+jb(2k)I}

＝{[a(2k)R*b(2k)R-a(2k)I*b(2k)I]+j[a(2k)R*b(2k)I+a(2k)I*b(2k)I]}；

{a(2k+1)}*{b(2k+1)}＝{a(2k+1)R+ja(2k+1)I}*{b(2k+1)R+jb(2k+1)I}

＝{[a(2k+1)R*b(2k+1)R-a(2k+1)I*b(2k+1)I]+j[a(2k+1)R*b(2k+1)I+a(2k+1)I*

b(2k+1)I]}；其中R表示實部，I表示虛部，

相乘后得到正交下變頻后的兩復數序列信號{a(2k)}*{b(2k)}和{a(2k+1)}*{b(2k+1)}，并將其兩復數序列信號輸出給衛星解調器中的下一單元處理。