[發(fā)明專利]時域并行采樣率變換方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910076047.5
• 申請日: 2009-01-06
• 公開（公告）號: CN101458329A
• 公開（公告）日: 2009-06-17
• 發(fā)明（設計）人: 潘長勇;楊再初;張彧;王勁濤;楊知行
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01S7/48
• 分類號: G01S7/48
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司
• 代理人: 朱 琨

技術領域

本發(fā)明屬于數字信息傳輸領域，特別涉及一種采用并行方法實現大范圍有理數倍數字采樣 率變換，該算法應用于高速數據傳輸領域，比如高速遙感衛(wèi)星信號傳輸以及接收等領域。

背景技術

進入21世紀以后，航天技術的興起及其在軍事上的應用，使戰(zhàn)場空域迅速從大氣層擴 展到了外層空間，拓展了軍事活動和國防安全的領域，改變了現代戰(zhàn)爭的形態(tài)。遙感衛(wèi)星 技術是其中的重要組成部分，它是指在基于太空的衛(wèi)星平臺上，運用各種傳感器(如可見 光、紅外探測、雷達等)獲取地面的信息，通過對數據的處理，研究地面物體的形狀、尺 寸、位置、性質及其與環(huán)境之間關系的一門應用科學技術。

遙感衛(wèi)星各種傳感器獲得的數據一般通過微波傳送回地面，進行進一步處理，以獲得 有用的信息。隨著遙感衛(wèi)星傳感器分辨率的提高，圖象數據的速率急劇提高，我國的資源 二號衛(wèi)星數據率達到了2×102.25Mbps，IKONOS(伊克諾斯)、QUIKBIRD(快鳥)的數據率 達到了320Mbps，而下一代衛(wèi)星的最高傳輸速率將達到1000-2000Mbps，由于常規(guī)串行 數字解調方法需要的數字信號處理速度超過了目前CMOS工藝的極限，不能滿足將來衛(wèi)星 傳輸速率的要求，必須采用并行解調的方法，同時AD采樣時鐘也將成為并行數字解調的 關鍵。

為了實現多速率接收的目的，AD采樣時鐘有兩種模式可以采用：

1)借助于頻綜技術，ADC抽樣率隨著碼率的變化而變化；

2)固定時鐘采樣速率，借助于有理數重采樣技術，調整信號的采樣率，使之適合時鐘恢 復算法。

對第一種方法，AD采樣時鐘是連續(xù)可變的，這種方法的特點是采樣速率隨符號速率的變 化而變化，為了達到速率連續(xù)可調的目的，一種通用的方法是采用DDS技術生成時鐘，對于 600Mbps到2000Mbps(QPSK調制)的傳輸速率，在四倍符號率采樣的情況下，需要設置時 鐘速率為1200MHz～2400MHz。目前DDS只能生成四五百兆左右的時鐘，而通過鎖相環(huán)路 生成采樣時鐘，環(huán)路濾波器需要多個硬件備份，這對硬件設計造成一定的難度。這種方式處 理起來相對簡單，便于實現，但只適合速率較低的情況，滿足不了高速解調的要求。

第二種方法采用本地晶振提供固定的采樣時鐘，時鐘頻率對最高傳輸速率滿足Nyquist采 樣定理，借助有理數重采樣技術，把采樣速率轉換到略高于四倍符號率(或兩倍符號率)， 然后通過時鐘環(huán)路算法對數據進行采樣點調整。這種方法硬件結構相對簡單，不需要復雜的 時鐘環(huán)路，但需要對采樣數據進行并行速率調整。

針對上述背景，本發(fā)明提出了一種在時域實現并行采樣率變換的結構，旨在完成從采 樣率2000MHz到[1MHz，2000MHz]范圍內的任意采樣率變換。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種時域實現并行采樣率變換方法。

本發(fā)明所述的時域并行采樣率變換方法，其特征在于，所述方法是在數字信號處理器 中依次按以下步驟完成的：

步驟(1)用一個采樣速率固定為f_s的ADC對輸入信號進行模/數轉換，該采樣速率f_s相對于輸入信號的最高速率滿足Nyquist采樣定理；

步驟(2)所述ADC的輸出信號經過串并轉換，轉換為L路并行信號X(0)、X(1)、…、 X(L-1)，每路信號的速率為f_s/L，其中L為整數，且大于或等于2；

步驟(3)所述步驟(2)得到的L路并行信號經過L路并行的CIC濾波器(級聯積分 器梳狀濾波器)，進行大范圍整數倍采樣率變換，得到速率為fs/(LR)的L路低采樣率信號 Y(0)、Y(1)、…、Y(L-1)，R為抽取率，其步驟如下：

步驟(3.1)所述L路并行信號X(0)、X(1)、…、X(L-1)送入所述CIC濾波器中的四 個依次串聯的并行累加器，其中前一級累加器的輸出作為后一級累加器的輸入，第s級累 加器的輸出用Xs(0)、Xs(1)、…、Xs(L-1)表示，s＝1、2、3、4，每個累加器按以下步驟 作累加運算：

步驟(3.1.1)對L路并行輸入信號按求和，其中n＝0、1、…、L-1，得到 L路并行信號S_s(0)、S_s(1)、…、S_s(L-1)；