[發明專利]一種高速并行分數倍采樣率的變換方法及裝置

在審

• 申請號: 202111399132.2
• 申請日: 2021-11-19
• 公開（公告）號: CN114091379A
• 公開（公告）日: 2022-02-25
• 發明（設計）人: 李糧余;高波;程靜靜
• 申請（專利權）人: 重慶兩江衛星移動通信有限公司
• 主分類號: G06F30/32
• 分類號: G06F30/32;G06F30/33;H03H17/06
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 王鵬程

本發明公開了一種高速并行分數倍采樣率的變換方法及裝置，解決了采樣率變換方法的使用乘法器次數較多的缺陷，其技術方案要點是：獲取隨機生成的若干路待發送數據，對若干路待發送數據進行并行調制，生成若干路并行調制數據；對若干路并行調制數據進行并行成型濾波處理，獲得若干路并行星座數據；將用于采樣率變換的分數倍的因子進行分解，獲得分數倍的多項因子，根據多項因子對若干路并行星座數據進行插值與抽取處理，獲得采樣頻率變換后的并行數據；將并行數據進行信道處理后再進行匹配濾波獲得采樣率變換后的仿真結果。本發明提供一種實現簡單且高效的高速并行采樣率的變換方法，大大的減少了乘法運算量，降低了對硬件處理速率的要求。

技術領域

本發明涉及一種通信系統中采樣率變換領域，更具體地說，它涉及一種高速并行分數倍采樣率的變換方法及裝置。

背景技術

隨著技術的發展和應用需求的增加，一方面，無線通信需要更大的傳輸速率，但由于大規模CMOS器件處理速度的限制，目前能處理的數據速率有限，因此對更高速率數據傳輸處理需要采用并行處理算法。另一方面，傳統的內插和抽取采樣率變換，一般對于整數倍數及分子分母都較小的情況下比較適用，當系統工作效率高達GHz級別時，如果抽取和內插的倍數較大，那么硬件的處理速率無疑是致命的阻礙。本文介紹了一種實現簡單、實時性好、開發成本低的多項濾波零值內插濾波器來實現高速并行分數倍采樣率的轉換，采樣率變換系統采用多級的思想，并結合多相結構，降低了乘法器以及加法器的硬件資源和寄存器存儲空間，而且降低了系統的實現難度，大大有利于FPGA的開發實現。

現有的分數倍采樣率轉換的實現方法大致分為兩類：(1)模擬域實現采樣率變換。通過D/A轉換器，把原來的數字信號變為模擬信號，然后重新采樣；(2)數字域實現采樣率變換。一般對信號進行插值再抽取，插值倍數比上抽取倍數構成了分數倍采樣率轉換。

模擬域實現采樣率變換方法理論上可以使用一個理想低通濾波器充當一個完美的內插濾波器來實現采樣信號的重建，該方法能夠實現任意比率的采樣率轉換，但是一方面數模轉換過程中會引入信號失真，另一方面這種內插濾波器是無法實現的，實際工程中的內插恢復只能無限逼近它，卻永遠也達不到理想的程度；數字域實現采樣率變換方法本質上是信號的重建，當速率變換比較復雜的時候，也就是插值倍數與抽值倍數都很大的時候，這時需要高階濾波器來實現，高階濾波器設計上比較困難，而且需要很多的內存空間來存儲相應的系數，因此實現起來是很不方便的，對實時處理也不利。

發明內容

本發明的目的是提供一種高速并行分數倍采樣率的變換方法及裝置，以解決現有采樣率變換方法的實現需要多次使用乘法器，并且當插值倍數與抽值倍數都很大的時候，這時需要高階濾波器來實現，然而高階的濾波器在設計上比較困難。

本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：

第一方面，本發明提供一種高速并行分數倍采樣率變換的實現方法，包括：

獲取隨機生成的若干路待發送數據，對所述若干路待發送數據進行并行調制，生成若干路并行調制數據；

對所述若干路并行調制數據進行并行成型濾波處理，獲得若干路并行星座數據；

將用于采樣率變換的分數倍的因子進行分解，獲得分數倍的多項因子，根據所述多項因子對所述若干路并行星座數據進行插值與抽取處理，獲得采樣頻率變換后的并行數據；

將所述并行數據進行信道處理后再進行匹配濾波獲得采樣率變換后的仿真結果。