CN103828316A - 用于迭代盲宽带采样的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本文公开了用于对宽带信号进行迭代采样以便恢复一个或几个窄带信号的装置和方法。一方面，接收宽带信号，并且使用包括带有初始增益级别的放大器的采样装置对信号进行采样以产生多个采样信号。从多个采样信号中，可恢复窄带信号的第一集。随后，对宽带信号进行再采样以产生第二多个采样信号。再采样包括将放大器的增益增大到第二级别和抑制宽带信号的分量。随后，从采样信号的第二集中，可恢复窄带信号的第二集。

Description

用于迭代盲宽带采样的方法和装置
技术领域
本发明一般涉及恢复窄带信号，并且更具体地说，涉及用于宽带信号的盲采样以便恢复一个或更多个窄带信号的方法和装置。
背景技术
目前，无线频谱在由诸如移动电话系统、无线局域和个人网络、无线WLAN和WiMAX系统等大量无线系统广泛、动态地使用。相应地，从几千赫兹(kHz)到几千兆赫兹(GHz)范围的传播友好频谱不是由许可系统（例如，蜂窝网络）完全占用，就是受到非许可系统（例如，蓝牙）的过度干扰限制。这激励了最近的研究深入在认知无线电和软件定义无线电的上下文中的稳固频谱感知和动态频谱使用。随着CMOS技术的持续发展，宽带采样方法应用成熟的数字信号处理技术以便改进频谱使用。例如，亚尼奎斯特采样是包括以小于尼奎斯特速率的采样率对宽带信号进行采样并且在数字域中处理它的技术。例如，如在M. Mishali和Y.C. Eldar所著“从理论到实践：稀疏宽带模拟信号的亚尼奎斯特采样”("From Theory to Practice: Sub-Nyquist Sampling of Sparse Wideband Analog Signals," IEEE J, of Selected Topics in Signal Proc, Vol. 4, pp. 375-391, April 2010)（“Mishali等人）中所述，已提议宽带采样的新范例，该文通过引用结合于本文中，就好象其全文在此陈述了一样。根据此技术培训的装置可对宽带信号进行盲采样，即，没有组成宽带信号的窄带信号的中心频率的先验知识。
如在Mishali等人所著中所述，可通过将具有未知谱支持的模拟宽带信号乘以来自一组周期波形的信号而对其进行盲采样。随后，由模数转换器(ADC)以数量级小于尼奎斯特速率的低速率对积进行低通滤波、放大和采样。一旦识别宽带信号的未知谱支持，便可基于用于对信号进行采样的周期波形，使用闭合表达式重构连续信号。
上述盲宽带采样技术在ADC对每个分量进行采样前不采用任何信道选择滤波；每个分量通过相同放大器增益进行处理。相应地，例如在存在诸如相邻信道干扰源或带外干扰源等强干扰源的情况下，在组成宽带信号的窄带信号之间相当大的功率变化可降低恢复的信号的质量。例如，强干扰源可使一个或更多个ADC变得饱和，并且因此随后的数字信号处理（例如，恢复）不能正常操作。
此问题能够通过降低放大器的增益来解决；然而，与所需信号相比，ADC的噪声将成了主导。由于已知技术假设宽带信号由功率类似的窄带信号形成，因此，使用在相当高信噪比(SNR)的常规ADC不能适当地对信号进行采样。
相应地，需要能够使用常规ADC正确恢复窄带信号并且实现可接受SNR值的用于盲宽带采样的方法和装置。
发明内容
本发明的特定实施例涉及用于对宽带信号进行迭代采样以恢复形成宽带信号的一个或更多个窄带信号的装置和方法。
在一个特定方面，用于对宽带信号进行迭代采样的方法包括接收宽带信号和使用包括带有初始增益级别的放大器的采样装置对信号进行采样以便产生多个采样信号。方法还包括从多个采样信号中恢复窄带信号的第一集。随后，对宽带信号进行再采样以产生第二多个采样信号。再采样包括将放大器的增益增大到第二级别和抑制宽带信号的分量。从采样信号的第二集中，可恢复窄带信号的第二集。
在一些实施例中，方法还包括确定一个或更多个恢复的第二窄带信号是否满足预确定的信号质量要求。如果不满足，则可使用不同增益级别和/或抑制技术重复进行采样和恢复步骤。
根据本发明的特定实施例，采样装置包括放大器、低通滤波器、ADC和混频器，混频器配置成接收一个或更多个混频信号，并且混合宽带信号和混频信号以便产生混合信号。在这些实施例中，宽带信号的分量的抑制可包括基于第一多个恢复的窄带信号中的一个或更多个信号，调整混频信号。另外，抑制可包括从混合信号中或直接从宽带信号中减除窄带抑制信号。
在一些实施例中，方法包括使用上变频级将恢复的窄带信号上变频以产生抑制信号。方法还包括从宽带信号中减除抑制信号。此减除可在采样装置接收宽带信号之前完成，或备选在采样装置内完成。
特定实施例提供用于对信号进行迭代采样的装置。装置包括至少转换级和恢复级。根据本发明的特定实施例，转换级包括带有第一增益级别的放大器，并且配置成接收宽带信号和对宽带信号进行采样以便产生多个采样信号。另外，恢复级可配置成接收采样信号，并且产生第一窄带信号。转换级可还配置成在抑制宽带信号的分量的同时使用增大增益对宽带信号进行再采样。在某些方面，抑制是基于恢复级产生的窄带信号。通过再采样，转换级产生由恢复级用于产生一个或更多个第二窄带信号的采样信号的第二集。
在一些实施例中，恢复级配置成确定第二窄带信号的至少一个信号是否满足预确定的信号质量要求。装置可配置成如果第二窄带信号不满足信号质量要求，则使用另一增益级或另外的抑制技术进行再采样和恢复。装置可配置成使用不同增益级别和/或抑制技术重复采样过程，直至实现满意的信号质量。满意的信号质量可以是应用相关的，基于一个或更多个通信标准，或为允许在以后级中成功数字信号处理而允许的任何度量。
根据本发明的某些实施例，转换级可还包括低通滤波器、ADC和混频器，混频器配置成接收一个或更多个混频信号，并且混合宽带信号和混频信号以便产生混合信号。在这些实施例中，装置可配置成通过基于第一恢复的窄带信号，调整混频信号，来抑制宽带信号的分量。另外，通过从混合信号减除窄带抑制信号，可实现抑制。
在一些实施例中，装置还包括配置成将恢复的窄带信号上变频以产生抑制信号的上变频级。装置也可配置成从宽带信号中减除抑制信号。这可在转换级之前发生，或者在转换级内发生。
下面参照附图描述上述和其它方面及实施例。
附图说明
附图包含在本文中，形成说明书的一部分，示出本公开内容的各种实施例，并且与描述一起，进一步用于解释本公开内容的原理和允许相关领域的技术人员形成和使用本发明。图中类似的标号指示相同或功能上类似的要素。
图1是根据本发明的示范实施例，用于对宽带信号进行迭代采样的装置的框图。
图2是由多个窄带信号组成的宽带信号的傅立叶变换的图示。
图3是根据本发明的示范实施例，示出用于对信号进行迭代采样的过程的流程图。
图4根据本发明的示范实施例，示出修改的信号的多次迭代。
图5是根据本发明的示范实施例，示出用于对信号进行迭代采样的过程的流程图。
图6是根据本发明的示范实施例的转换电路的示意图。
图7是根据本发明的示范实施例，示出用于对信号进行迭代采样的过程的流程图。
图8是根据本发明的示范实施例的转换电路的示意图。
图9是根据本发明的示范实施例，示出用于对信号进行迭代采样的过程的流程图。
图10是根据本发明的示范实施例的转换电路的示意图。
图11是根据本发明的示范实施例，示出用于对信号进行迭代采样的过程的流程图。
图12A是根据本发明的示范实施例，用于对宽带信号进行迭代采样的装置的框图。
图12B是根据本发明的示范实施例，用于将恢复的信号上变频的电路的示意图。
图13是根据本发明的示范实施例的恢复电路的示意图。
图14是根据本发明的示范实施例的混频信号的图示。
具体实施方式
在公开装置和方法的示范实施例中，通过使用迭代增大的放大器增益和一种或更多种抑制技术对宽带信号进行采样，直至恢复满意的窄带信号，改进了盲宽带采样。
特别关注的是形成宽带信号的窄带信号在功率电平上具有相当大变化的情况，常规ADC不能在未严重降低SNR的情况下适应这种情况。通过放大器增益的变化级别进行采样和恢复迭代保证了ADC的适当操作。一旦恢复了有一个或更多个窄带信号的第一集，可能包括它们/从下一迭代中排除它们。例如，强的所需信号（或强干扰源）能够被排除，而弱的所需信号能够被包括，并且因此得以采样和恢复。带有已知中心频率的某个窄带信号的包括或排除例如可通过结合一种或多种抑制技术，使用适当的混频信号来实现。
图1是根据本发明的示范实施例，用于对宽带信号进行迭代采样的装置的框图，其中，宽带信号是多个窄带分量的合并。在迭代采样装置100的转换级102接收宽带信号x(t)。转换级102例如可以是包括多个信道的混频器、低通滤波器、放大器和ADC的调制宽带转换器。通过使用可从混频信号生成器106接收的混频信号p m (t)，转换级102对宽带信号进行采样以产生多个采样信号y m [n]。这些采样信号随后由配置成输出恢复的窄带信号集w L [n]的恢复级104接收。
根据本发明的某些实施例，可使用闭合表达式和有关混频信息p m (t)的信息来恢复窄带信号。恢复级104可还配置成提供对混频信号生成器的控制，并且可选择性地配置成控制转换级。备选，转换级和混频信号生成器能够由独立控制单元（未示出）控制。
宽带信号x(t)可从几个窄带信号形成。例如，x(t)可由四个窄带信号w 1 (t)、w 2 (t)、w 3 (t)和w 4 (t)组成。图2是x(t)的傅立叶变换的幅度|X(f)|的曲线图，它示出了x(t)的每个子分量的功率。每个子分量具有功率电平L1、L2或L3。子分量的功率电平之间的差在某些应用中能够多达50dB。例如，L3的功率电平能够接近典型ADC的噪声本底(floor)，为大约-100 dBm，而L1的功率电平能够为大约-50 dBm。在当前示例中，并且如图2所示，w 2 (t)具有最高功率L1，而w 4 (t)具有最低功率L3。w 1 (t)和w 3 (t)每个具有中间功率电平L2，其例如能够为大约-75 dBm。根据本发明的某些实施例，在L1、L2与L3之间的功率变化可超出ADC的动态范围。例如，某些类型的ADC可具有仅20-40 dB的动态范围。
根据本发明的某些实施例，不同混频信号和放大器增益的使用能够避免ADC的饱和，同时保证足够高的SNR。示范方法包括更改放大器增益（即，增大增益）和调整混频信号，直至一个或更多个ADC不饱和。在另一示例中，能够从宽带信号中减除抑制信号以防止具有高功率的分量驱动一个或更多个ADC饱和。此抑制信号例如能够是以前恢复的窄带信号之一的基带等效物，或者使用周期性信号，基于恢复的窄带信号生成。能够从转换级内的中间信号减除抑制信号，或备选能够在转换级之前从宽带信号x(t)中减除通过将恢复的信号上变频而生成的抑制信号。在上述每个示例中，由于充分抑制了更高功率分量，因此，能够增大放大器增益以改进SNR而不会使ADC饱和。
在一些实施例中，不同迭代可形成相同窄带信号的多个复本。这些不同复本的每个可遇到不同级别的干扰和噪声。具体而言，每个复本可遇到对应于不同级别的放大器增益的不同级别的ADC噪声。这些不同复本的集可合并以形成复合信号。它们可使用不同合并权重进行合并，其可取决于对应的干扰和噪声级别。例如，更准确的复本可具有更高合并权重，并且因此对复合信号的影响更大。
参照图3，提供了流程图300，该图根据公开的装置和方法的示范实施例，示出在抑制宽带信号的窄带分量的同时，用于对宽带信号x(t)进行迭代采样的方法。
在过程310的第一步骤中，在转换级102接收宽带信号x(t)。信号例如可从无线通信网络中的基站接收到，如多频带认知无线电。
在步骤320中，由转换级102对宽带信号进行采样以使用来自混频信号生成器106生成的混频信号p m (t)，产生采样信号y m [n]。转换级配置有用于转换级102内一个或更多个放大器的初始增益级别。根据本发明的某些实施例，可将混频信号p m (t) 1400选择为在如图14所示M个相等时间间隔内在+/-1的级别之间交替的分段常数函数。混频信号可定义为：
Figure 2012800472726100002DEST_PATH_IMAGE002
，
Figure 2012800472726100002DEST_PATH_IMAGE004
，并且对于每个n ∈ Z，
Figure 2012800472726100002DEST_PATH_IMAGE006
。只要p m (t)是周期性的，混频信号的其它定义便是可能的。在一些实施例中，混频信号可由恢复级104确定。备选，混频信号可由独立控制单元确定。
在步骤330中，恢复级使用由转换级产生的采样信号y m [n]，恢复窄带信号的第一集w L [n]。一个或更多个窄带信号的恢复例如可包括确定频带中最强窄带信号的位置。一旦收到的宽带信号的频率支持可用，数字信号处理便可在采样信号y m [n]上执行以便产生恢复的窄带信号w L [n]。
在步骤340中，将转换级内一个或更多个放大器的增益增大到第二增益级别。在一些实施例中，增益级别可由恢复级104确定。备选，增益级别可由独立控制单元控制。
在步骤350中，宽带信号由转换级102进行再采样以便产生采样信号的第二集。在此步骤期间，使用更高增益级别对宽带信号进行采样，同时抑制宽带信号的分量。例如，可抑制具有最高功率电平的宽带信号的分量以便对更低功率信号进行采样。此迭代使用更高增益设置而不促使转换级内的任何ADC饱和。
在步骤360中，恢复级104从再采样期间由转换级102产生的采样信号的第二集中恢复窄带信号的第二集。在步骤307，装置确定恢复的窄带信号中的一个或更多个信号是否具有在随后处理中要使用的适当信号属性。可基于诸如信噪比等一个或更多个预确定的信号质量阈值来评估恢复的信号。可接受的信号质量阈值的确定能够是应用特定的。例如，关于SNR，可接受的值将取决于诸如应用的调制和编码方案等参数。例如，在应用带有3/4编码率的64 QAM调制方案的系统中，可要求更高质量恢复，如20dB SNR要求。相反，在应用带有1/3编码率的正交相移键控(QPSK)方案的系统中，可降低要求，如0dB SNR要求。在多流应用中，可要求甚至更高质量度量，如30dB SNR值。如果确定恢复的信号均不具有满意的属性，可重复进行步骤340-370。
参照图4，a)示出用于恢复宽带信号x(t)的分量窄带信号w 2 (t)的示范放大器设置。在此示例中，宽带信号由四个窄带信号w 1 (t)、w 2 (t)、w 3 (t)和w 4 (t)组成。然而，本文中所述方法和装置可应用于包括多于一个窄带信号的任何宽带信号。如图4示出的迭代a)中所示，四个窄带信号的每个信号在ADC的全刻度范围（如虚线所示）内，因此，ADC能够正常操作而不会饱和，无需抑制。另外，在此迭代中，关注的窄带信号w 2 (t)由于具有大于ADC噪声本底（如实线所示）的信号功率电平，因此，它能够被正确恢复。然而，由于常规ADC的有限动态范围原因，每个剩余窄带信号具有低于ADC噪声本底的信号功率电平。因此，将难以正确恢复这些剩余信号分量。因此，为正确恢复w 1 (t)、w 3 (t)或w 4 (t)，需要将转换级102中放大器的增益级别迭代到更高放大器增益级别，以便ADC噪声低于所需信号电平；这在抑制w 2 (t)以防止饱和的同时完成。
参照图4中的b)，它示出了用于对x(t)进行采样的示范第二迭代。通过增大放大器增益，能够将分量w 1 (t)和w 3 (t)的信号强度提升到高于ADC的噪声电平。因此，可能正确恢复这些信号。为避免由于更高放大器增益而使ADC饱和，减除了超出动态范围的所有信号，在此示例中为w 2 (t)，或者至少将其向下抑制到ADC的全刻度范围。
参照图4中的c)，它示出了用于对x(t)进行采样的示范第三迭代。为正确恢复w 4 (t)，必需进一步增大放大器增益，以便ADC噪声电平低于分量w 4 (t)的信号电平。如在以前的迭代中一样，减除或抑制超过ADC的全刻度范围的所有其它信号以避免使ADC饱和。
宽带信号的窄带信号分量一旦在前一迭代中已被恢复，其减除（即，完全删除）或抑制（即，降低）便是可能的。一旦窄带信号已恢复，基带等效信号和中心频率便均变得可用。采样迭代可使用任何抑制技术或抑制技术的组合完成，技术的示例在下面提供。
参照图5，提供了流程图500，该图根据公开的装置和方法的示范实施例，示出用于对宽带信号进行迭代采样的过程，包括通过调整混频信号，抑制宽带信号的窄带分量。
在过程510的第一步骤中，在转换级102接收宽带信号x(t)。信号例如可从无线通信网络中的基站接收到，如多频带认知无线电。
在步骤520中，使用从混频信号生成器106收到的混频信号的第一集p m (t)和用于转换级102内一个或更多个放大器的初始增益级别，由转换级102对宽带信号进行采样以便产生采样信号y m [n]。在步骤530中，恢复级使用由转换级产生的采样信号y m [n]，恢复窄带信号的第一集w L [n] 。
在步骤540中，将转换级内一个或更多个放大器的增益增大到第二增益级别。在步骤550中，宽带信号由转换级102进行再采样以便产生采样信号的第二集。在此步骤期间，使用更高增益级别对宽带信号进行采样，同时抑制宽带信号的分量。
通过调整转换级102利用的混频信号p m (t)，可完成抑制或甚至完全减除。根据本发明的特定实施例，转换级102可包括调制的宽带转换器，如图6所示的装置。例如，转换级102可包括多个信道，信道包含混频器202、低通滤波器204、放大器206和ADC 208。如图6所示，由于混频器202的原因，到每个信道内ADC 208的输入是频移副本的线性合并，其合并权重取决于每个混频信号p i (t)。因此，通过选择其对应于要抑制的窄带信号的合并权重足够小的混频信号，可能减除或抑制特定窄带信号。在某些实施例中，应选择混频信号，使得每个ADC 208不饱和。
在步骤560中，恢复级104从再采样期间由转换级102产生的采样信号的第二集中恢复窄带信号的第二集。
参照图7，提供了流程图700，该图根据公开的装置和方法的示范实施例，示出用于对宽带信号进行迭代采样的过程，包括通过从转换级102的信道内的中间混合信号减除抑制信号，抑制宽带信号的窄带信分量。
在过程710的第一步骤中，在转换级102接收宽带信号x(t)。信号例如可从无线通信网络中的基站接收到，如多频带认知无线电。
在步骤720中，使用来自混频信号生成器106的混频信号的第一集p m (t)和用于转换级102内一个或更多个放大器的初始增益级别，由转换级102对宽带信号进行采样以便产生采样信号y m [n]。在步骤730中，恢复级使用由转换级产生的采样信号y m [n]，恢复窄带信号的第一集w L [n]。
在步骤740中，将转换级内一个或更多个放大器的增益增大到第二增益级别。在步骤750中，宽带信号由转换级102进行再采样以便产生采样信号的第二集。在此步骤期间，使用更高增益级别对宽带信号进行采样，同时抑制宽带信号的分量。
根据本发明的特定实施例，通过从转换级102内的混合信号减除抑制信号，完成抑制。根据本发明的某些实施例，转换级102可包括调制的宽带转换器，如图8所示的装置。例如，转换级102可包括多个信道，信道包含混频器202、低通滤波器204、合并节点210、放大器206和ADC 208。如图8所示，可从转换级102的信道内的中间混合信号中减除抑制信号。抑制信号例如可以是在前一迭代期间恢复的窄带信号的基带等效物。
例如，抑制信号
Figure 2012800472726100002DEST_PATH_IMAGE008
可由调制的宽带转换器接收，并且馈送到反相放大器，如抑制放大器214。随后，将具有增益q的抑制放大器的输出与信道内的中间混合信号合并，有效地从信道的信号中减除窄带信号。基于用于被减除或抑制的窄带信号的合并权重，可确定另外的抑制放大器214的增益q。根据本发明的某些实施例，可直接从恢复级接收抑制信号
Figure DEST_PATH_IMAGE008A
。抑制信号
Figure DEST_PATH_IMAGE008AA
可以是已使用数模转换器转换的采样信号w L [n]的模拟版本。
在步骤760中，恢复级104从再采样期间由转换级102产生的采样信号的第二集中恢复窄带信号的第二集。
参照图9，提供了流程图900，该图根据公开的装置和方法的示范实施例，示出用于对宽带信号进行迭代采样的过程，包括通过从转换级102内的混合信号减除抑制信号，抑制宽带信号的窄带分量。在此示例中，使用诸如正弦波或方波等具有要抑制的窄带分量的频率的周期性混频信号，生成抑制信号。
在过程10的第一步骤中，在转换级102接收宽带信号x(t)。信号例如可从无线通信网络中的基站接收到，如多频带认知无线电。
在步骤920中，使用来自混频信号生成器106的混频信号的第一集p m (t)和用于转换级102内一个或更多个放大器的初始增益级别，由转换级102对宽带信号进行采样以便产生采样信号y m [n]。在步骤930中，恢复级使用由转换级产生的采样信号y m [n]，恢复窄带信号的第一集w L [n]。
在步骤940中，将转换级内一个或更多个放大器的增益增大到第二增益级别。在步骤960中，宽带信号由转换级102进行再采样以便产生采样信号的第二集。在此步骤期间，如步骤950所示，使用更高增益级别对宽带信号进行采样，同时抑制宽带信号的分量。
根据本发明的特定实施例，通过从转换级102内的混合信号减除抑制信号，完成抑制。根据本发明的某些实施例，转换级102可包括调制的宽带转换器，如图10所示的装置。例如，转换级102可包括多个信道，信道包含混频器202、低通滤波器204、合并级210、放大器206和ADC 208。
如图10所示，并且与图8所示配置进行比较，能够完成诸如MWC等转换级内窄带信号的减除或抑制，而无需将诸如恢复的窄带信号的基带等效物等抑制信号
Figure DEST_PATH_IMAGE008AAA
馈入转换级中。相反，通过调整混频信号p m (t) 216，可能从转换级的信道内生成基带等效信号。根据本发明的特定实施例，选择混频信号p m (t) 216，使得用于所有其它窄带信号的合并权重足够小。例如正弦波或方波等用于常规下变频的周期性混频信号是此类型的混频信号的示例。在图10中，转换级102内的最后信道专用于要减除或抑制的基带等效信号的生成。如在本发明的某些实施例中一样，使用了带有基于用于窄带信号的合并权重确定的增益q的另外放大器214。
在步骤970中，恢复级104从再采样期间由转换级102产生的采样信号的第二集中恢复窄带信号的第二集。
参照图11，提供了流程图1100，该图根据公开的装置和方法的示范实施例，示出用于对宽带信号进行迭代采样的过程，包括通过从宽带信号x(t)中减除上变频的信号，抑制宽带信号的窄带分量。在此示例中，恢复的窄带信号被上变频并且从宽带信号x(t)中减除以便抑制或完全消除随后处理中恢复的窄带信号对应的x(t)的分量。
在过程1110的第一步骤中，在转换级102接收宽带信号x(t)。信号例如可从无线通信网络中的基站接收到，如多频带认知无线电。
在步骤1120中，由转换级102对宽带信号进行采样以使用从混频信号生成器106收到的混频信号p m (n)的第一集，产生采样信号y m [n]。转换级102最初配置成具有用于转换级102内一个或更多个放大器的第一增益级别。在步骤1130中，恢复级104使用由转换级102产生的采样信号y m [n]，恢复窄带信号的第一集w L [n]。
在步骤1140中，将诸如w L [n]之一等恢复的窄带信号上变频以生成抑制信号。恢复的窄带信号例如可由如图12B所示的上变频级106上变频。根据此实施例，恢复的窄带信号由数模转换器转换成模拟信号，并且随后与exp(j2πf L t)形式的周期信号混合，其中，f L 是恢复的窄带信号的中心频率。在此示例中，仅混合信号的实部用于抑制信号。如果恢复级104产生模拟信号，则数模转换器将不需要。
在步骤1150中，将抑制信号与宽带信号合并以产生抑制的宽带信号。窄带恢复分量被有效地从宽带信号中减除。
在步骤1160中，将转换级内一个或更多个放大器的增益增大到第二增益级别。在步骤1170中，抑制的宽带信号由转换级102进行再采样以便产生采样信号的第二集。在此步骤期间，使用比前一迭代更高的增益级别，对抑制的宽带信号进行采样。然而，由于在步骤1150中抑制的宽带信号的恢复的分量的抑制，转换级的ADC未被驱使进行抑制。在步骤1180中，恢复级104从再采样期间由转换级102产生的采样信号的第二集中恢复窄带信号的第二集。
根据本发明的某些实施例，图11所示步骤可由包括转换级、恢复级和上变频级的装置完成。图12A中提供示范装置。采样和再采样由转换级102执行，转换级102可包括如图6所示调制的宽带转换器。例如，转换级102可包括多个信道，每个信道包含混频器202、低通滤波器204、放大器206和ADC 208。在一些情况下，在上变频级108中使用的周期信号可由混频信号生成器106提供。
图13示出示范恢复级的高端体系结构，该恢复级可基于来自转换级102的一个或更多个收到的采样信号，用于窄带信号的恢复。恢复级104可包括可用于确定强窄带信号的频率的第一部分，如持续到有限(Continuous-To-Finite, CTF)块1310。一旦收到的宽带信号的频率支持变得已知，数字信号处理(DSP)块1320使用采样信号y m [n]恢复窄带信号，并且输出w L [n]。在某些实施例中，恢复级可还包括模拟后端1330，该后端输出模拟而不是数字的恢复信号。
例如，参照图13，采样信号可进入恢复级，并且可根据因子选择性地扩展1340，如q=f s /f p 。控制器1350可在初始化时和另外在识别采样信号的谱支持已更改时触发CTF块。谱更改可以多种方式检测到，包括由高端应用层或更简单的技术，如依据阈值监视谱支持。DSDP块1320基于恢复的支持处理样本，并且输出用于每个活动谱切片的低速率序列，例如，带有信号能量的那些切片。存储器单元1360存储输入样本，例如，y m [n]的2N个实例，以便在识别谱支持更改时，DSP块1320可在CTF 1310计算新谱支持所要求的期间中产生有效输出。模拟后端1330对来自DSP 1320的序列进行插值，并且将它们相加。控制器1350可配置成选择性地激活任何关注的特定频带的数字恢复，并且具体而言，通过取代相关载频而产生模拟对应物（在基带）。
根据本发明的某些实施例，例如，DSP块1320等恢复级104可为转换级102和/或混频信号生成器106提供适当的控制信号，控制信号例如用于确定放大器增益设置和混频信号参数。
如从可实施本发明的示范装置和方法的前面描述所明白的一样，不同迭代可形成相同窄带信号的多个复本。可在多次迭代有意恢复一些窄带信号，例如，如果它们太弱，使得其恢复不是如需要般准确，或者未能满足预确定的质量度量。根据本发明的某些实施例，这些不同的复本可遇到不同级别的干扰和噪声，特别是对应于放大器增益的不同级别的ADC噪声的不同电平。这些不同的复本可例如通过取决于给定迭代的相应干扰和噪声电平的合并权重进行合并以生成复合信号，以便更准确的复本对恢复起更大作用，并且不那么准确的复本起更小的作用。
例如，可在图7所示的所有三次迭代中恢复窄带信号w 4 (t)。因此，在根据对应全刻度范围归一化复本时，用于图7(a)的迭代的合并权重应小于用于图7(b)的迭代的合并权重，并且用于图7(b)的迭代的合并权重应小于用于图7(c)的迭代的合并权重。在一些方面，根据全刻度范围的归一化等效于根据ADC噪声的电平的归一化。例如，如果使用相同窄带信号的多个复本的线性合并，则能够将合并权重设成与归一化复本的信号增益成比例。在此情况下，所有归一化复本具有ADC噪声的相同电平，这在ADC噪声占主导时是最佳合并情形。相反，干扰或热噪声如ADC噪声般实质时，通过干扰加噪声（热噪声和ADC噪声）的电平可进行归一化。
在上述各种实施例中，装置和方法可跨范围广泛的频率范围操作。例如，采样技术可能够恢复具有中心频率范围从几千赫兹到超过20 GHz的窄带信号。示范混频信号频率可在10 GHz的范围，带有大约50 MHz的期间。另外，本文中提供的各种抑制技术可以能实现高达至少20 dB的抑制。例如，通过改变混频信号的抑制可产生5 dB的抑制，而减除/对消技术可产生20 dB的抑制。通过合并本文中所述技术，可实现更大抑制和/或性能。例如，可通过选择为抑制特定窄带分量的混频信号对宽带信号进行再采样，同时从混合信号中减除基带等效物以实现更大抑制。
虽然上面已描述各种实施例，但应理解，它们只是做为示例而不是限制陈述。因此，本公开内容的广度和范围不应受任何上述示范实施例限制。另外，除非本文中另有指示，或者明确与上下文相反，否则，本公开内容涵盖在其所有可能变化中上述要素的任何组合。
另外，虽然上面描述和图中示出的过程示为连续的步骤，但这只是为了便于说明。相应地，预期可添加一些步骤，可忽略一些步骤，并且可重新安排步骤的顺序，以及可平行执行一些步骤。

Claims (26)

1. 一种用于对信号进行迭代采样的方法，包括：
接收(310)宽带信号；
使用具有设在第一增益级别的放大器的采样装置，对所述收到的宽带信号进行采样(320)，以便产生第一多个采样信号；
从所述第一多个采样信号中恢复(330)第一窄带信号；
使用所述采样装置对所述收到的宽带信号进行再采样(350)，以便产生第二多个采样信号，其中所述再采样包括将所述放大器的所述增益增大到第二增益级别和基于所述恢复的第一窄带信号抑制所述宽带信号的窄带分量；
从所述第二多个采样信号中恢复(360)第二窄带信号。
2. 如权利要求1所述的方法，还包括：
确定(370)所述恢复的第二窄带信号或随后恢复的窄带信号是否满足预确定的信号质量要求，以及如果不满足，则
使用所述采样装置对所述收到的宽带信号进行再采样，以便产生随后产生的多个采样信号，其中所述再采样包括将所述放大器的所述增益增大到增大增益级别和基于所述恢复的第二窄带信号或随后恢复的窄带信号，抑制所述宽带信号的窄带分量；
从所述随后产生的多个采样信号中，恢复恢复的窄带信号；以及
重复进行所述确定步骤。
3. 如权利要求1或2所述的方法，其中所述采样装置还包括配置成接收一个或更多个混频信号的混频器，以及其中所述再采样包括使用所述混频器混合所述收到的宽带信号和所述一个或更多个混频信号以产生混合信号。
4. 如权利要求1-3任一项所述的方法，还包括合并所述第一窄带信号和所述第二窄带信号以产生复合信号。
5. 如权利要求3所述的方法，其中所述抑制还包括基于所述恢复的第一窄带信号，调整一个或更多个混频信号。
6. 如权利要求3所述的方法，其中所述抑制还包括从所述混合信号中减除窄带抑制信号。
7. 如权利要求6所述的方法，其中所述抑制信号是所述第一恢复的窄带信号的基带等效物。
8. 如权利要求3所述的方法，其中所述第一窄带信号具有第一中心频率，并且所述采样装置还包括配置成接收具有等于所述第一中心频率的频率的一个或更多个周期性混频信号的第二混频器，
其中所述再采样包括混合所述收到的宽带信号和所述一个或更多个周期性混频信号，以便产生窄带抑制信号，以及其中所述抑制还包括从所述混合信号中减除所述窄带抑制信号。
9. 如权利要求8所述的方法，其中所述一个或更多个周期性混频信号是正弦波。
10. 如权利要求8所述的方法，其中所述一个或更多个周期性混频信号是方波。
11. 如权利要求1所述的方法，还包括：
使用所述采样装置对所述收到的宽带信号进行再采样，以便产生第三多个采样信号，其中所述再采样包括将所述放大器的所述增益增大到第三增益级别和基于所述恢复的第二窄带信号抑制所述宽带信号的窄带分量；
从所述第三多个采样信号中恢复第三窄带信号。
12. 如权利要求11所述的方法，其中所述采样装置还包括配置成接收一个或更多个混频信号的混频器，以及其中所述再采样包括使用所述混频器混合所述收到的宽带信号和所述一个或更多个混频信号以产生混合信号。
13. 如权利要求1所述的方法，还包括：
将所述第一窄带信号上变频以产生抑制信号，其中所述抑制还包括从所述宽带信号中减除所述抑制信号。
14. 如权利要求2所述的方法，其中所述预确定的信号质量要求是信噪比。
15. 如权利要求1所述的方法，其中所述采样装置包括模数转换器，并且所述第二增益级别基于所述模数转换器的性能特性确定。
16. 一种用于对信号进行迭代采样的装置(100)，包括：
转换级(102)，具有设在第一增益级别的放大器，其中所述转换级配置成接收宽带信号，并且对所述宽带信号进行采样以便产生第一多个采样信号；以及
恢复级(104)，配置成接收来自所述转换级的所述第一多个采样信号的至少一个信号以及产生第一窄带信号，
其中所述转换级还配置成对所述宽带信号进行再采样，以便产生第二多个采样信号，其中所述再采样包括将所述放大器的所述增益增大到第二增益级别和基于所述恢复的第一窄带信号抑制所述宽带信号的窄带分量；以及
其中所述恢复级还配置成接收来自所述转换级的所述第二多个采样信号的至少一个信号以及产生第二窄带信号。
17. 如权利要求16所述的装置，其中所述恢复级还配置成确定所述第二窄带信号或随后恢复的窄带信号是否满足预确定的信号质量要求，并且如果所述恢复级确定所述第二窄带信号或随后恢复的窄带信号不满足所述预确定的信号质量要求，所述转换级还配置成对所述收到的宽带信号进行再采样，以便产生随后产生的多个采样信号，
其中所述再采样包括将所述放大器的所述增益增大到增大增益级别和基于所述恢复的第二窄带信号或随后恢复的窄带信号，抑制所述宽带信号的窄带分量；
所述恢复级还配置成从所述随后产生的多个采样信号中，恢复恢复的窄带信号，以及重复进行所述随后恢复的窄带信号是否满足预确定的信号质量要求的所述确定。
18. 如权利要求16或17所述的装置，其中所述恢复级还配置成合并所述第一窄带信号和所述第二窄带信号以产生复合信号。
19. 如权利要求16-18任一项所述的装置，其中所述转换级还包括配置成接收一个或更多个混频信号的混频器(202)，并且所述转换级还配置成混合所述收到的宽带信号和所述混频信号以产生混合信号。
20. 如权利要求19所述的装置，其中所述转换级还包括：
低通滤波器(204)；以及
模数转换器(208)。
21. 如权利要求19所述的装置，其中抑制包括基于所述恢复的第一窄带信号，调整一个或更多个混频信号。
22. 如权利要求19所述的装置，其中抑制包括从所述混合信号中减除窄带抑制信号。
23. 如权利要求22所述的装置，其中所述窄带抑制信号是所述第一恢复的窄带信号的基带等效物。
24. 如权利要求19所述的装置，其中所述转换级还配置成使用具有至少在一定程度上基于所述恢复级产生的所述第一恢复的窄带信号确定的频率的周期波，产生抑制信号。
25. 如权利要求24所述的装置，其中抑制包括从所述混合信号中减除所述抑制信号。
26. 如权利要求16所述的装置，还包括：
上变频级(108)，配置成接收来自所述恢复级的所述第一窄带信号和产生抑制信号，
其中抑制包括从所述宽带信号中减除所述抑制信号。
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