[發(fā)明專利]一種數(shù)字中頻信號正交下變頻的實現(xiàn)方法及模塊

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201410670974.0
• 申請日: 2014-11-20
• 公開（公告）號: CN104393841A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 不公告發(fā)明人
• 申請（專利權(quán)）人: 北京東方聯(lián)星科技有限公司
• 主分類號: H03D7/16
• 分類號: H03D7/16
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11129
• 代理人: 王鍵

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及數(shù)字信號處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種數(shù)字中頻信號正交下變頻的實現(xiàn)方法及模塊。

背景技術(shù)

數(shù)字通信系統(tǒng)中往往需要對數(shù)字中頻信號進(jìn)行I/Q正交數(shù)字下變頻。數(shù)字濾波器是I/Q正交數(shù)字下變頻中必不可少的組成部分。在需要進(jìn)行I/Q正交數(shù)字下變頻，尤其是需要同時對多路中頻信號進(jìn)行I/Q正交數(shù)字下變頻的系統(tǒng)中，傳統(tǒng)的做法是對每一個中頻信號下變頻后的I路和Q路信號分別進(jìn)行濾波。每增加一路中頻輸入就會增加一個I路濾波器和一個Q路濾波器。在實際數(shù)字電路實現(xiàn)這一處理過程中，不僅需要大量的硬件資源來實現(xiàn)數(shù)字濾波器，還增加了數(shù)字電路的動態(tài)功耗。

傳統(tǒng)的I/Q下變頻的處理方法如下：

具體處理是：用sin(ω₀×k/fs)和cos(ω₀×k/fs)分別與輸入的中頻信號相乘，得到下變頻后的I/Q相信號，其中fs為中頻輸入信號的采樣頻率，ω₀為參與混頻的本地載波頻率。令ω₀＝2×π×fs/4，即參與混頻的本地載波頻率等于中頻輸入信號數(shù)字采樣頻率的1/4。

令輸入信號中頻頻率ω表示為ω＝ω₀+Δω,

那么輸入信號可以表示為：為信號初始相位。則正交混頻結(jié)果表達(dá)式為：

對(1)、(2)進(jìn)行FIR濾波濾掉高頻后的信號為：

那么對(3)、(4)降采樣抽取，奇數(shù)項的表達(dá)式如下：

圖1給出了上述傳統(tǒng)數(shù)字下變頻完整的實現(xiàn)框圖。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提供了一種數(shù)字中頻信號正交下變頻的實現(xiàn)方法及模塊，對任意頻率的數(shù)字中頻信號的下變頻實現(xiàn)方法進(jìn)行改進(jìn)，當(dāng)參與混頻的本地載波的頻率等于中頻輸入信號數(shù)字采樣頻率的四分之一時，只對I路信號或者Q路信號使用濾波器，而另外一路直接進(jìn)行延時，再進(jìn)行2倍抽取，節(jié)省了大量實現(xiàn)濾波器所需的硬件邏輯資源。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種數(shù)字中頻信號正交下變頻的實現(xiàn)方法，其特征在于，首先對輸入的數(shù)字中頻信號進(jìn)行I路和Q路的四分之一下變頻，所述四分之一下變頻指的是參與混頻的本地載波的頻率等于中頻輸入信號數(shù)字采樣率的四分之一；然后對下變頻后得到的I路信號和Q路信號的其中一路使用濾波器進(jìn)行濾波，濾掉高頻信號后，進(jìn)行降采樣抽取，另外一路不使用濾波器，只進(jìn)行數(shù)字延遲處理，再進(jìn)行降采樣抽取。

所述降采樣抽取指的是2取1保留奇數(shù)項或保留偶數(shù)項的2倍抽取。

所述數(shù)字延遲處理指的是對其中1路不使用濾波器的I路信號或Q路信號進(jìn)行(N-1)/2個周期的時間延遲。

所述濾波器為N階FIR濾波器。

一種數(shù)字中頻信號正交下變頻的實現(xiàn)模塊，其特征在于，包括：

四分之一下變頻模塊，用于對輸入的數(shù)字中頻信號進(jìn)行I路和Q路的四分之一下變頻，分別輸出下變頻后的I路信號和Q路信號，所述四分之一下變頻指的是參與混頻的本地載波的頻率等于中頻輸入信號數(shù)字采樣率的四分之一；

數(shù)字濾波器模塊，連接所述四分之一下變頻模塊輸出的I路信號或Q路信號，用于對下變頻后得到的I路信號或Q路信號進(jìn)行濾波；

數(shù)字延遲處理模塊，當(dāng)所述數(shù)字濾波器模塊連接所述四分之一下變頻模塊輸出的I路信號時，所述數(shù)字延遲處理模塊連接所述四分之一下變頻模塊輸出的Q路信號；當(dāng)所述數(shù)字濾波器模塊連接所述四分之一下變頻模塊輸出的Q路信號時，所述數(shù)字延遲處理模塊連接所述四分之一下變頻模塊輸出的I路信號；用于對下變頻后得到的I路信號或Q路信號進(jìn)行數(shù)字延遲處理；

降采樣抽取模塊，分別連接所述數(shù)字濾波器模塊和所述數(shù)字延遲處理模塊，用于分別對數(shù)字濾波器模塊濾掉高頻信號后的輸出信號及所述數(shù)字延遲處理模塊延遲處理后的輸出信號進(jìn)行降采樣抽取。

所述數(shù)字延遲處理模塊為(N-1)/2個周期的時間延遲模塊。

所述降采樣抽取模塊為2取1保留奇數(shù)項或保留偶數(shù)項的2倍抽取模塊。

所述數(shù)字濾波器模塊為N階FIR濾波器。

本發(fā)明的技術(shù)效果：