[其他]數字多頻信號提取器

無效

• 申請號: 86103381
• 申請日: 1986-05-17
• 公開（公告）號: CN86103381A
• 公開（公告）日: 1987-11-25
• 發明（設計）人: 趙振綱;王德雋
• 申請（專利權）人: 王德雋
• 主分類號: H04L5/06
• 分類號: H04L5/06;H04B3/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于電話自動交換網中改進數字多頻信號接收的一種方法。

現有的數字多頻信號提取裝置，根據算法原理不同大致可分為三類，（一）頻譜分析法，（二）相關分析法，（三）濾波法。其中濾波法實現的性能最好。目前已有的濾波法方案（如美國專利4，479，229）都是采用一組含有6個數字濾波器網絡來分離6個前向頻率和一組含有四個數字濾波器網絡來分離4個后向頻率。為了正交檢測的需要，還要求有同樣數目的濾波器用來提取正交信號，采用這種分別濾波的方法，使得多頻信號提取器的結構復雜，運算量大。

本發明的目的是提高數字多頻信號提取器的運算效率，簡化其結構，并提高數字多頻信號提取器的使用效率。

本發明的設計方案及原理如下：采用濾波法，但本方案運用了多級插入抽取原理，并利用多相網絡抽取帶通濾波器組，使六個分離的濾波器及六個正交輸出的分離濾波器全部為公用濾波器及復離散付里葉變換（DFT）來取代。這樣使濾波器總數大為減少。此外，由于運用了多級插入、抽取的原理，使分離濾波器組工作在低于8KHz抽樣率的速率上。這使得所需運算量減少。該多頻信號提取器可用于PCM數字線路，也可在輸入端加A/D變換以后，用于模擬通訊線路。

本方案的工作過程可結合附圖1進行說明：PCM信號經串并聯轉換、路分離及非線性一線性變換的作用，在抽樣變換濾波器的輸入端得到8KHz的數字信號。經抽樣率變換濾波器的作用其輸出抽樣率變為5.04KHz。若接收的是模擬信號只需使用一個抽樣率為5.04KC的A/D變換器即可。抽樣率為5.04KHz的信號再經前后向信號分離濾波器，以及由公用的低速率多分支濾波器和復DFT構成的多相網絡抽取帶通濾波器組的作用，第二次改變信號的抽樣率，使抽樣率再降低21倍，得到抽樣率為240Hz的6個（或4個）單頻分量信號。多頻信號檢測判決器，對多相網絡帶通濾波器組的輸出。根據CCITT建議的要求，設置信號幅度門限值及信號維護時間門限值，使錯誤率盡可能小。

本發明的主要部分在于前后向分離濾波器和多相網絡帶通濾波器組。

前后向分離濾波器對于前向信號是高通濾波器，其通帶為：

1350Hz-2010Hz

阻帶為：500Hz-1170Hz

對于后向信號是低通濾波器，

其通帶為：510Hz-1170Hz

阻帶為：1350Hz-2040Hz

顯然高通與低通濾波器具有鏡象對稱的特性要求，用全通關聯型數字濾波器可以同時實現這對濾波器，而不不增加算法的復雜性。這樣就使前向濾波器和后向濾波器的結構統一起來。前后向分離濾波器輸出高通信號還是輸出低通信號，很容易通過數字濾波器的程序控制開關實現。

多相網絡帶通濾波器組的輸入信號抽樣率為5040Hz。該多項網絡中的低速率多分支濾波器有一個輸入端，有六個輸出端，從公共輸入端到第i個輸出端的特性為：

通帶：（1260-120i-30，1260-120i+30）;

（1260+120i-30，1260+120i+30）

阻帶：（0，1260-120i-90）;

（1260-120i+90，1260+120i-90）;

（1260+120i+90，2520）

顯然，這6個分支濾波器都是雙通帶、三阻帶的濾波器，并且通阻帶特性關于1260點對稱。此多分支濾波器與前向濾波器的綜合特性，恰好可提取出前向信號的6個頻率分量;與后向濾波器的綜合特性，恰好可提取后向信號頻帶內的6個頻率分量。因此這樣的設計可同時適應前向和后向的應用。

用S（n）表示前、后向濾波器的輸入信號，其輸出信號x（n）可表示為：

前向信號：

X_F（Z）＝H_F（Z）S（Z）＝（H₀（Z）+H₁（Z））S（Z）

后向信號：

X_B（Z）＝H_B（Z）S（Z）＝（H₀（Z）-H₁（Z））S（Z）

式中S（Z），X（Z）分別是信號S（n），X（n）的Z變換。

多項網絡首先把單序列信號X（n）經21取1的抽取變為21個信號序列，每列信號的抽樣率將低21倍，21個信號序列經多相濾波器處理后再進行復DFT，得到各單頻分量信號。其過程可用下式表示;