[發明專利]一種多載波數字接收機中數字下變頻系統的兩級變頻方法

有效

• 申請號: 201010241392.2
• 申請日: 2010-07-30
• 公開（公告）號: CN101917376A
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發明（設計）人: 夏少峰
• 申請（專利權）人: 福建新大陸通信科技股份有限公司
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26;H04L25/03
• 代理公司: 福州君誠知識產權代理有限公司 35211
• 代理人: 戴雨君

技術領域

本發明涉及一種多載波數字接收機的變頻方法，尤其涉及一種多載波數字接收機中數字下變頻系統的兩級變頻方法。

背景技術

近年來，隨著半導體技術和數字信號處理技術飛速發展，用硬件或軟件編程的方式來實現無線接收功能的軟件無線電接收機在理論和實踐上都趨于成熟和完善。各種各樣數字技術和方法得到了大量應用。在目前軟件無線電接收機中，一般射頻(RF)信號先經過模擬下變頻至適當中頻，然后在中頻用模數轉換器(ADC)數字化后輸出高速數字中頻信號，再經過數字下變頻系統(DDC)的變頻、濾波抽取及分離等操作變為各個載波的低速的基帶信號，最后將低速的基帶信號送給數字信號處理器(DSP)進行后續的解調、解碼、抗干擾、抗衰落、自適應均衡等處理。因此，數字下變頻系統是無線電接收機的核心系統之一。在目前數字下變頻系統的設計過程中，一般都采用一級變頻方法，如圖1所示，一級變頻方法采用多個混頻器和抽取濾波器分別對數字信號中的各個載波進行下變頻和濾波抽取，即數字信號中的每個載波至少需要使用一個混頻器和一個抽取濾波器；采用一級變頻方法存在以下缺點：1、變頻是在數字信號處在高數據率時實行的，變頻后頻率變化較大，造成各個載波之間相對頻偏大，使得數字信號的相對頻率穩定度變差。2、每一個載波需要對應一個抽取濾波器，而每個抽取濾波器含有相當數量的寄存器和乘法器，這樣需要大量的邏輯資源，同時，下變頻系統無法實行小型化。并且隨著載波個數的增加，需要更多的抽取濾波器，下變頻系統的體積也更大，生產成本提高。

發明內容

本發明的目的是提供一種使得數字下變頻系統變頻時數字信號穩定度高、系統體積小、生產成本低的多載波數字接收機中數字下變頻系統的兩級變頻方法。

為實現上述目的，多載波數字接收機中數字下變頻系統的兩級變頻方法依次包括如下步驟：步驟1：一組帶有數字信號的載波進入數字下變頻系統；步驟2：將一組載波作為一個整體，由一個混頻器進行第一級下變頻；步驟3：將第一級下變頻后的一組載波作為一個整體由一個抽取濾波器進行濾波抽取；步驟4：采用與載波數目相同的混頻器，分別對各個載波進行第二級下變頻；步驟5：第二級下變頻后的一組載波經過一組抽取濾波器后進行各載波的時分復用，分離輸出各個帶有低速基頻信號的載波。步驟5中一組抽取濾波器依序包括有限沖激響應濾波器和根升余弦濾波器。

本發明與現有技術相比，本發明的變頻方法分兩級對數字信號進行下變頻操作，在第一級下變頻時，將所有的載波作為一個整體，由混頻器進行一次下變頻，這樣各個載波之間不存在頻偏，在第二級下變頻時，各個載波的下變頻幅度較小，也不會產生大的頻偏，無需再分別使用抽取濾波器，因此采用兩級變頻方法的下變頻系統獲得的數字信號的相對頻率穩定度高。另外，在兩級下變頻過程中，僅僅需要在第一級下變頻時采用一個抽取濾波器，而在載波數目增加時，只要添加相應的混頻器即可，從而節省了抽取濾波器資源，縮小了系統的體積，降低了生產成本。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明：圖1為現有技術的一級變頻方法的數字信號處理流程圖；圖2為本發明兩級變頻方法的數字信號處理流程圖。

具體實施方式

對本發明中的名詞解釋如下，數字下變頻：數字信號經過混頻后得到的信號頻率比原信號低，這種混頻方式成為數字下變頻。載波：載波是周期性的電振蕩波，用于傳輸信號。混頻器：混頻器主要包括數字控制振蕩器(NCO)，將信號頻率由一個量值變換為另一個量值。抽取濾波器：抽取濾波器是對特定頻率的頻點或該頻點以外的頻率進行有效濾除的電路，其功能是得到一個特定頻率或消除一個特定頻率。根升余弦(RRC)濾波器：它能對數字信號進行成形濾波，壓縮旁瓣，減少干擾，用來消除碼間串擾。有限沖激響應濾波器(FIR)濾波器：其是數字信號處理系統中基本的元件，它可以在保證任意幅頻特性的同時具有嚴格的線性相頻特性，同時其單位抽樣響應是有限長的。用于通信、圖像處理、模式識別等領域的信號處理。時分復用：時分復用是采用同一物理連接的不同時段來傳輸不同的信號，從而實現了一條物理連接上傳輸多個數字信號。

如圖2所示，四載波數字接收機中數字下變頻系統的兩級變頻方法包括如下步驟：步驟1：四個帶有數字信號的載波進入數字下變頻系統；步驟2：將四個載波作為一個整體，由一個混頻器進行第一級下變頻；步驟3：將第一級下變頻后的四個載波作為一個整體由一個抽取濾波器進行濾波抽取；步驟4：采用四個的混頻器分別對各個載波進行第二級下變頻；步驟5：第二級下變頻后的四個載波經過有限沖激響應濾波器和根升余弦濾波器后進行各載波的時分復用，分離輸出四個帶有低速基頻信號的載波。