[發(fā)明專利]信號處理設(shè)備

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010042954.4
• 申請日: 2020-01-15
• 公開（公告）號: CN111224671A
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高躍;齊浩然
• 申請（專利權(quán)）人: 高躍
• 主分類號: H03M7/30
• 分類號: H03M7/30;H04L7/00;H04L7/033
• 代理公司: 北京中原華和知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11019
• 代理人: 孫磊;壽寧

一種信號處理設(shè)備，包括：信號采樣模塊，所述信號采樣模塊包括被配置成接收包括多頻段頻譜的輸入信號的信號輸入單元、被配置成沿多個支路分配所述輸入信號的信號分配器、和多個模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其中，每個所述支路包括各自的所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器以對所述輸入信號進行采樣；以及時鐘分配模塊，所述時鐘分配模塊被配置成為每個所述支路生成多個唯一且隨機的延遲，以使得在每個所述支路中的所述輸入信號被每個相應(yīng)的所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器進行采樣時的延時是彼此偏差的，其中，所述多個唯一且隨機的延遲是基于存儲在所述時鐘分配模塊中的延遲值生成的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及信號采樣和重構(gòu)，特別是涉及一種多頻段信號的采樣和重構(gòu)的系統(tǒng)。

背景技術(shù)

頻譜感知是一種檢測環(huán)境頻譜可用性信息的方法，這是動態(tài)頻譜接入等應(yīng)用所必需的。動態(tài)頻譜接入意為能夠動態(tài)訪問未使用的頻譜空洞。為了實時地實現(xiàn)寬頻段頻譜感知(簡稱WSS)，需要以奈奎斯特率(Nyquist rate)對寬頻段頻譜進行采樣和處理。隨著寬頻段設(shè)備不斷向毫米波頻段發(fā)展，這一點正變得越來越具有挑戰(zhàn)性。傳統(tǒng)的寬頻段頻譜感知技術(shù)已經(jīng)采用了窄帶無線電接收機，它在所有感興趣的頻譜中依次掃描每個窄帶。這種實現(xiàn)方式意味著動態(tài)無線電活動不容易被感知到。因此，亟需實時寬頻段頻譜感知以提供可靠的頻譜感知性能。

壓縮感知(簡稱CS)技術(shù)已被引入以實現(xiàn)在亞-奈奎斯特率下的實時頻譜感知，其消除了在奈奎斯特率下操作的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(簡稱ADC)的復(fù)雜性和高成本的需求。已有幾種實用的基帶處理結(jié)構(gòu)被提出，包括隨機解調(diào)器、多陪集采樣器(Multi-Coset Sampler)和調(diào)制寬頻段變換器(簡稱MWC)，以利用壓縮感知技術(shù)獲得壓縮信號。多陪集采樣器的硬件結(jié)構(gòu)比調(diào)制寬頻段變換器簡單，其繼承了基于交織模數(shù)轉(zhuǎn)換器的濾波器組重構(gòu)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。多陪集采樣器采用多個并行模數(shù)轉(zhuǎn)換器以奈奎斯特率的一小部分對基帶信號的各種時移版本進行采樣。

本發(fā)明旨在切實地實施多陪集采樣器，這在實際中是尚未實現(xiàn)。一個主要的挑戰(zhàn)是基于瞬時的數(shù)千兆赫茲(multi-gigahertz)帶寬信號來控制多陪集采樣器中每個并行模數(shù)轉(zhuǎn)換器的延時偏差(timing offsets)。每個并行模數(shù)轉(zhuǎn)換器的延時偏差應(yīng)在奈奎斯特周期(即奈奎斯特頻率的逆)的同步。例如，如果被采樣的頻譜具有2GHz的帶寬，則延時偏差的長度應(yīng)在500ps左右，并且偏差的誤差容限應(yīng)僅為500ps的一小部分，以將由于所獲得的樣本中的不完全延時而導(dǎo)致的誤差最小化。文獻中的關(guān)于實施多陪集采樣器的提案依賴于不同長度的固定延遲線來實現(xiàn)基帶信號的時移版本。然而，在某些稀疏信號下，固定延遲線可能會受到性能下降的影響。在實際中，需對延遲進行重構(gòu)以獲得最佳的信號重建性能。本發(fā)明旨在提供具有可重構(gòu)延遲的多陪集采樣器。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明，提供一種信號處理設(shè)備，包括信號采樣模塊，所述信號采樣模塊包括被配置成接收包括多頻段頻譜的輸入信號的信號輸入單元、被配置成沿多個支路分配所述輸入信號的信號分配器、以及多個模數(shù)轉(zhuǎn)換器。每個所述支路包括各自的所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器以對所述輸入信號進行采樣。所述信號處理裝置還包括時鐘分配模塊，所述時鐘分配模塊被配置成：為每個支路生成多個唯一且隨機的延遲，以使得在每個相應(yīng)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器對每個支路中的輸入信號進行采樣時的延時是彼此偏差的，其中，所述多個唯一且隨機的延遲是基于存儲在所述時鐘分配模塊中的延遲值而生成的。

在一個較佳實施例中，所述信號處理設(shè)備還包括延遲值生成單元，所述延遲值生成單元被配置成：生成所述延遲值和更新所述時鐘分配模塊中存儲的所述延遲值。

在一個較佳實施例中，所述多個唯一且隨機的延遲是多個相位偏差時鐘信號，每個所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器包括時鐘參考信號輸入，所述時鐘參考信號輸入被布置成從所述時鐘分配模塊接收相應(yīng)的所述相位偏差時鐘信號。

在一個較佳實施例中，所述時鐘分配模塊包括參考時鐘信號、和包含多個相同延遲門的延遲鎖定環(huán)路；其中，根據(jù)所述存儲的延遲值，選擇多個相同延遲級的子集，作為所述多個相位偏差時鐘信號。