[發明專利]一種降采樣解調濾波方法

有效

• 申請號: 201510711672.8
• 申請日: 2015-10-28
• 公開（公告）號: CN105406836B
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發明（設計）人: 凌濤;吳方剛
• 申請（專利權）人: 飛依諾科技(蘇州)有限公司
• 主分類號: H03H17/02
• 分類號: H03H17/02;G01S7/52
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 孟金喆;胡彬

本發明公開了一種降采樣解調濾波方法。所述方法，包括：對原始信號進行混頻處理，以得到同相支路信號和正交支路信號；根據所述原始信號的特征設計低通濾波器；根據非整數降采樣因子在相鄰兩個采樣點之間的位置處設計K個插值濾波器，其中，M，K，k均為整數，1≤k≤K?1；結合所述低通濾波器和所述插值濾波器，根據所述非整數降采樣因子對所述同相支路信號和正交支路信號分別進行濾波，得到原始信號的同相分量和正交分量。本發明提供的技術方案，能夠采用任意非整數降采樣因子對信號進行降采樣解調濾波。

技術領域

本發明實施例涉及信號處理技術領域，尤其涉及一種降采樣解調濾波方法。

背景技術

解調濾波的主要作用是從原始的載波信號中解調出與被探測物體信號幅度和相位對應的低頻信號。解調的方法通常包括簡單解調、正交解調、希爾伯特(Hilbert)變換解調、二次采樣解調和多次采樣解調等多種方法，其中，正交解調方法經常被應用在無線電以及射頻等信號的處理中。

圖1是現有技術中信號正交解調的數學模型的結構示意圖。參見圖1，原始離散數字信號S(n)首先經過混頻(分別乘以正交的正弦信號sin(2πf₀nT)和余弦信號cos(2πf₀nT)，f₀為解調頻率，T為采樣周期)得到兩支路信號；然后分別對兩路支路信號進行低通濾波(LowPass Filter，LPF)處理，濾除高頻信號，保留低頻信號，得到兩路正交信號，即同相分量I(n)和正交分量Q(n)。由于有限長單位沖激響應(Finite Impulse Response，FIR)濾波器具有較好的線性相位特性，此處的低通濾波器(也稱“解調濾波器”)通常選用FIR濾波器。

通常載波信號的采樣頻率遠高于被測物體信號的頻率，并且終端顯示設備的顯示像素有限，因此，在解調濾波過程中一般要對信號進行降采樣處理。在滿足奈奎斯特采樣定理的前提下，通過降采樣處理滿足顯示設備能顯示的采樣點數。為了減少計算量，降采樣處理通常都在低通濾波階段完成。

現有技術中降采樣處理常見的處理方法是，在濾波時按照一定的降采樣因子對信號進行抽樣濾波。例如，降采樣因子為3，每隔3個點取一段與濾波器長度相同的信號進行濾波，最終的信號采樣點數量數只有原始信號數量的1/3。上述按照一定的降采樣因子對信號進行解調濾波處理中，通常降采樣因子必須為正整數，不能為小數，因而有可能在調節顯示圖像深度時造成降采樣信號采樣點數量的較大波動。

現有技術中對信號進行非整數降采樣因子的降采樣處理，一種方法是對信號進行插值后再進行降采樣處理，首先通過插值的方式得到非整數點位置的采樣值，然后再進行降采樣處理。例如：要實現對信號的2.5倍降采樣處理，首先對信號進行2倍插值得到相鄰采樣點中間位置處(0.5、1.5、2.5)的采樣值；然后再對插值后的信號進行5倍降采樣因子的降采樣處理。在實際處理過程中，隨著插值倍數的提高，信號長度呈幾何倍數增長，使得低通濾波處理中進行大量的計算，該方法雖然簡單，但是計算量龐大，在上述方法中采用任意非整數降采樣因子對信號進行降采樣解調濾波難度較大，并且實用價值低。

發明內容

本發明提供了一種降采樣解調濾波方法，以實現采用任意非整數降采樣因子對信號進行降采樣解調濾波。

本發明提供了一種降采樣解調濾波方法，所述方法，包括：對原始信號進行混頻處理，以得到同相支路信號和正交支路信號；根據所述原始信號的特征設計低通濾波器；根據非整數降采樣因子在相鄰兩個采樣點之間的位置處設計K個插值濾波器，其中，M，K，k均為整數，1≤k≤K-1；結合所述低通濾波器和所述插值濾波器，根據所述非整數降采樣因子對所述同相支路信號和正交支路信號分別進行濾波，得到原始信號的同相分量和正交分量。

進一步地，對所述原始信號進行混頻處理，以得到同相支路信號和正交支路信號，包括：設置解調頻率；將所述原始信號與所述解調頻率的余弦信號相乘，得到同相支路信號；將所述原始信號與所述解調頻率的正弦信號相乘，得到正交支路信號。