CN106031047B - 一种信号处理的方法、装置及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种信号处理的方法,包括:确定待下变频信号的频谱分量在预划分子带中的位置信息,所述预划分子带的带宽取决于用于混频的本振信号的周期,根据所述频谱分量在所述预划分子带中的位置信息,确定对应所述待下变频信号的所述本振信号的频谱支撑序列,所述本振信号的频谱支撑序列用于指示本振信号产生装置只在所述频谱分量所在的子带中心处产生预置大小的谐波信号,将所述待下变频信号,与对应所述频谱分量的所述谐波信号进行混频,得到下变频信号。本发明实施例提供的信号处理的方法,所述待下变频信号只与其频谱分量所在的子带中心处的谐波信号进行混频,从而提升了混频后混叠信号的信噪比。

Description

一种信号处理的方法、装置及系统
技术领域
本发明涉及通信技术领域,具体涉及一种信号处理的方法、装置及系统。
背景技术
通信系统的接收端在接收到信号后,会将接收到的信号作为输入信号送入混频器中与载波频率相同的本振信号进行混频,将输入信号下变频为基带信号后再进行采样处理。当输入信号是由多个具有不同载波频率的窄带信号构成时,接收端需要对每个窄带信号分别进行混频采样,即接收端需要有多个并行接收通路,每个通路接收一个窄带信号,通路中本振信号的频率与所接收的信号的载波频率相同,低通滤波器的截止频率和模数转换器的采样频率也都根据所接收信号的带宽设定。这样接收机射频前端电路复杂度随着信号数目的增加而增大。
调制宽带转换器(Modulated Wideband Converter,MWC)是一个主要用于接收多带信号的序列解调接收机。它采用周期性的随机序列产生混频信号,这样的随机序列在频域是由许多等间隔的离散谐振频点构成,产生随机序列的时钟速度决定了谐振频点的最高频率,也就是MWC所能支持的频带宽度。MWC所能支持的整个射频带宽可以分为M个子带,子带的带宽为fp,每个子带的中心对应随机序列的一个谐振频点。由于采用了压缩感知技术,与传统接收机不同,它允许各窄带信号在混频后混叠在一起,然后通过算法把每个信号的采样点分离出来。
本发明的发明人发现,现有技术中MWC处理信号过程使用随机序列产生的本振信号进行混频时,每个子带中的信号都会被搬移到基带混叠起来。当输入信号是由分散的窄带信号构成时,存在一些没有任何有用信号的子带。这些子带里含有的噪声和干扰信号也会在混频过程中被搬移到基带和有用信号混叠起来,导致后期恢复的信号信噪比降低。
发明内容
本发明实施例提供一种信号处理的方法,在待下变频信号中有多个不同频段的信号,且通过一条混频通路混频时,所述待下变频信号只与其频谱分量所在的子带中心处的谐波信号进行混频,可以提升混频后混叠信号的信噪比。本发明实施例还提供了相应的装置及系统。
本发明第一方面提供一种信号处理的方法,包括:
确定待下变频信号的频谱分量在预划分子带中的位置信息,所述预划分子带的带宽取决于用于混频的本振信号的周期;
根据所述频谱分量在所述预划分子带中的位置信息,确定对应所述待下变频信号的所述本振信号的频谱支撑序列,所述本振信号的频谱支撑序列用于指示本振信号产生装置只在所述频谱分量所在的子带中心处产生预置大小的谐波信号;
将所述待下变频信号,与对应所述频谱分量的所述谐波信号进行混频,得到下变频信号。
结合第一方面,在第一种可能的实现方式中,所述确定待下变频信号的频谱分量在预划分子带中的位置信息时,所述方法还包括:
确定混叠模式的种类,以及每种混叠模式中所包含的混叠信号的个数,所述混叠模式用于描述不同频段范围内所包含的混叠信号的情况;
根据所述预划分子带的个数和所述每种混叠模式中所包含的混叠信号的个数,确定用于描述混频及模数转换采样过程的测量矩阵。
结合第一方面第一种可能的实现方式,在第二种可能的实现方式中,所述根据所述预划分子带的个数和所述每种混叠模式中所包含的混叠信号的个数,确定用于描述混频及模数转换采样过程的测量矩阵,包括:
根据所述预划分子带的个数,确定所述测量矩阵的列数;
根据包含混叠信号个数最多的混叠模式所包含的混叠信号的个数,确定所述测量矩阵的行数。
结合第一方面第一种或第二种可能的实现方式,在第三种可能的实现方式中,所述方法还包括:
根据所述每种混叠模式中所包含的混叠信号的个数和所述测量矩阵,确定对应所述每种混叠模式的模式测量矩阵,所述模式测量矩阵为根据模式混叠信号所对应的频谱分量所在子带的位置信息,对应所述测量矩阵的列所形成的子矩阵,所述模式混叠信号为所述每种混叠模式中所包含的混叠信号。
结合第一方面第三种可能的实现方式,在第四种可能的实现方式中,所述确定对应所述每种混叠模式的模式测量矩阵之后,所述方法还包括:
根据初始子带集合,确定所述模式测量矩阵中的非列满秩矩阵,所述初始子带集合为所述频谱分量所在子带的位置信息的集合;
按照预置策略,在所述初始子带集合中加入新的子带位置信息,将所述非列满秩矩阵调整为列满秩矩阵。
结合第一方面第四种可能的实现方式,在第五种可能的实现方式中,所述按照预置策略,在所述初始子带集合中加入新的子带位置信息,将所述非列满秩矩阵调整为列满秩矩阵,包括:
按照预置策略,确定加入所述初始子带集合的所述新的子带位置信息;
根据所述新的子带位置信息和所述频谱分量所在子带的位置信息,重新确定所述每种混叠模式的模式测量矩阵,将所述非列满秩矩阵调整为列满秩矩阵。
结合第一方面第五种可能的实现方式,在第六种可能的实现方式中,
所述根据所述频谱分量在所述预划分子带中的位置信息,确定对应所述待下变频信号的所述本振信号的频谱支撑序列,所述本振信号的频谱支撑序列用于指示本振信号产生装置只在所述频谱分量所在的子带中心处产生预置大小的谐波信号,包括:
根据所述频谱分量在所述预划分子带中的位置信息和所述新的子带位置信息,确定对应所述待下变频信号的所述本振信号的频谱支撑序列,所述本振信号的频谱支撑序列用于指示本振信号产生装置只在所述频谱分量所在的子带中心处和所述新的子带位置信息指示的子带中心处产生预置大小的谐波信号;
所述将所述待下变频信号,与对应所述频谱分量的所述谐波信号进行混频,得到下变频信号,包括:
将所述待下变频信号,与对应所述频谱分量的所述谐波信号,以及所述新的子带位置信息指示的子带处的所述谐波信号进行混频,得到所述下变频信号。
本发明第二方面提供一种信号处理的装置,包括:
第一确定单元,用于确定待下变频信号的频谱分量在预划分子带中的位置信息,所述预划分子带的带宽取决于用于混频的本振信号的周期;
第二确定单元,用于根据所述第一确定单元确定的所述频谱分量在所述预划分子带中的位置信息,确定对应所述待下变频信号的所述本振信号的频谱支撑序列,所述本振信号的频谱支撑序列用于指示本振信号产生装置只在所述频谱分量所在的子带中心处产生预置大小的谐波信号;
混频单元,用于将所述待下变频信号,与所述第二确定单元确定的所述对应所述频谱分量的所述谐波信号进行混频,得到下变频信号。
结合第二方面,在第一种可能的实现方式中,所述装置还包括:
第三确定单元,用于在所述第一确定单元确定所述待下变频信号的频谱分量在预划分子带中的位置信息时,确定混叠模式的种类,以及每种混叠模式中所包含的混叠信号的个数,所述混叠模式用于描述不同频段范围内所包含的混叠信号的情况;
第四确定单元,用于根据所述预划分子带的个数和所述第三确定单元确定的所述每种混叠模式中所包含的混叠信号的个数,确定用于描述混频及模数转换采样过程的测量矩阵。
结合第二方面第一种可能的实现方式,在第二种可能的实现方式中,
所述第四确定单元,用于根据所述预划分子带的个数,确定所述测量矩阵的列数,根据包含混叠信号个数最多的混叠模式所包含的混叠信号的个数,确定所述测量矩阵的行数。
结合第二方面第一种或第二种可能的实现方式,在第三种可能的实现方式中,所述装置还包括:
第五确定单元,用于根据所述第三确定单元确定的所述每种混叠模式中所包含的混叠信号的个数和所述第四确定单元确定的所述测量矩阵,确定对应所述每种混叠模式的模式测量矩阵,所述模式测量矩阵为模式混叠信号所对应的频谱分量所在子带的位置信息,对应所述测量矩阵的列所形成的子矩阵,所述模式混叠信号为所述每种混叠模式中所包含的混叠信号。
结合第二方面第三种可能的实现方式,在第四种可能的实现方式中,所述装置还包括:
第六确定单元,用于根据初始子带集合,确定所述第五确定单元确定的所述模式测量矩阵中的非列满秩矩阵,所述初始子带集合为所述频谱分量所在子带的位置信息的集合;
调整单元,用于按照预置策略,在所述初始子带集合中加入新的子带位置信息,将所述第六确定单元确定的所述非列满秩矩阵调整为列满秩矩阵。
结合第二方面第四种可能的实现方式,在第五种可能的实现方式中,
所述调整单元,用于按照预置策略,确定加入所述初始子带集合的所述新的子带位置信息,根据所述新的子带位置信息和所述频谱分量所在子带的位置信息,重新确定所述每种混叠模式的模式测量矩阵,将所述非列满秩矩阵调整为列满秩矩阵。
结合第二方面第五种可能的实现方式,在第六种可能的实现方式中,
所述第二确定单元,用于根据所述频谱分量在所述预划分子带中的位置信息和所述新的子带位置信息,确定对应所述待下变频信号的所述本振信号的频谱支撑序列,所述本振信号的频谱支撑序列用于指示本振信号产生装置只在所述频谱分量所在的子带中心处和所述新的子带位置信息指示的子带中心处产生预置大小的谐波信号;
所述混频单元,用于将所述待下变频信号,与对应所述频谱分量的所述谐波信号,以及所述新的子带位置信息指示的子带处的所述谐波信号进行混频,得到所述下变频信号。
本发明第三方面提供一种信号接收机,包括:输入设备、输出设备、存储器和处理器,
其中,所述处理器用于执行如下步骤:
确定待下变频信号的频谱分量在预划分子带中的位置信息,所述预划分子带的带宽取决于用于混频的本振信号的周期;
根据所述频谱分量在所述预划分子带中的位置信息,确定对应所述待下变频信号的所述本振信号的频谱支撑序列,所述本振信号的频谱支撑序列用于指示本振信号产生装置只在所述频谱分量所在的子带中心处产生预置大小的谐波信号;
将所述待下变频信号,与对应所述频谱分量的所述谐波信号进行混频,得到下变频信号。
本发明第四方面提供一种信号接收系统,包括:天线、信号处理的装置和本振信号产生装置;
所述天线,用于接收所述待下变频信号;
所述信号处理的装置,用于确定待下变频信号的频谱分量在预划分子带中的位置信息,所述预划分子带的带宽取决于用于混频的本振信号的周期,根据所述频谱分量在所述预划分子带中的位置信息,确定对应所述待下变频信号的所述本振信号的频谱支撑序列,所述本振信号的频谱支撑序列用于指示本振信号产生装置只在所述频谱分量所在的子带中心处产生预置大小的谐波信号;
所述本振信号产生装置,用于在所述频谱分量所在的子带中心处产生预置大小的谐波信号,并发送给所述信号处理装置;
所述信号处理的装置,还用于将所述待下变频信号,与对应所述频谱分量的所述谐波信号进行混频,得到下变频信号。
本发明实施例首先确定待下变频信号的频谱分量在预划分子带中的位置信息,所述预划分子带的带宽取决于用于混频的本振信号的周期,根据所述频谱分量在所述预划分子带中的位置信息,确定对应所述待下变频信号的所述本振信号的频谱支撑序列,所述本振信号的频谱支撑序列用于指示本振信号产生装置只在所述频谱分量所在的子带中心处产生预置大小的谐波信号,将所述待下变频信号,与对应所述频谱分量的所述谐波信号进行混频,得到下变频信号。与现有技术中多个不同频段的信号通过与在所有子带都有谐波的本振信号混频时把所有子带噪声全部混叠到基带,降低了混叠信号的信噪比相比,本发明实施例提供的信号处理的方法,所述待下变频信号只与其频谱分量所在的子带中心处的谐波信号进行混频,从而提升了混频后混叠信号的信噪比。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例中信号处理的方法的一实施例示意图;
图2是本发明实施例中信号处理的方法的另一实施例示意图;
图3是本发明实施例中信号处理的方法的另一实施例示意图;
图4是本发明实施例中信号处理的方法的另一实施例示意图;
图5是本发明实施例中信号处理的方法的另一实施例示意图;
图6是本发明实施例中信号处理的装置的一实施例示意图;
图7是本发明实施例中信号处理的装置的另一实施例示意图;
图8是本发明实施例中信号处理的装置的另一实施例示意图;
图9是本发明实施例中信号处理的装置的另一实施例示意图;
图10是本发明实施例中信号接收机的一实施例示意图;
图11是本发明实施例中信号接收系统的一实施例示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供一种信号处理的方法,在待下变频信号中有多个不同频段的信号,且通过一条混频通路混频时,所述待下变频信号只与其频谱分量所在的子带中心处的谐波信号进行混频,从而提升了混频后混叠信号的信噪比。本发明实施例还提供了相应的装置及系统。以下分别进行详细说明。
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
参阅图1,本发明实施例提供的信号处理的方法的一实施例包括:
101、确定待下变频信号的频谱分量在预划分子带中的位置信息,所述预划分子带的带宽取决于用于混频的本振信号的周期。
本发明实施例中的待下变频信号可以包含多个频段不同的窄带信号。
子带是按照用于混频的本振信号的周期预先划分的,以Tp表示序列方波的周期,定义一个子带的宽带为fp=1/Tp,整个可接收的射频范围可以分成L0个子带。
关于待下变频信号的频谱分量在预划分子带中的位置信息可以参阅图2和图3进行理解,图2为本发明实施例中的待下变频信号,该待下变频信号中包含4个不同频段的信号,频段分别为f11至f12,f21至f22,f31至f32,f41至f42,通过时域和频域的变换可以确定这四个频段的信号的频谱分量,假设整个可接收的射频范围可以分成15个子带,最中间的子带可以标识为0,左边为负向,用连续的负整数表示,右边为正向,用连续的正整数表示。参阅图3,图3所示为这四个频段的信号的频谱分量在子带中的位置分布,从图3上可以看出,这四个频段的信号分布在五个子带,有频谱分量的子带位置编号分别为-6、-3、-2、1、4,也就是待下变频信号的频谱分量在预划分子带中的位置信息分别为-6、-3、-2、1、4。
102、根据所述频谱分量在所述预划分子带中的位置信息,确定对应所述待下变频信号的所述本振信号的频谱支撑序列,所述本振信号的频谱支撑序列用于指示本振信号产生装置只在所述频谱分量所在的子带中心处产生预置大小的谐波信号。
参阅图4,图4为针对图3中分布在五个子带的信号产生的谐波信号的位置,也就是在所述频谱分量所在的子带中心处产生预置大小的谐波信号。
假如本振信号的频谱支撑序列用0、1来描述,那么有谐波信号的用1来表示,没有谐波信号用0来表示。针对图4对应的本振信号的频谱支撑序列可以表示为(0、1、0、0、1、1、0、0、1、0、0、1、0、0、0),则本振信号产生装置会在序列中标识为1的位置产生预置大小的谐波信号。
103、将所述待下变频信号,与对应所述频谱分量的所述谐波信号进行混频,得到下变频信号。
参阅图5,图5为图3中的处于五个子带的四个不同频段信号与五个本振信号混频后的下变频信号示意图。
本发明实施例通过确定待下变频信号的频谱分量在预划分子带中的位置信息,所述预划分子带的带宽取决于用于混频的本振信号的周期,根据所述频谱分量在所述预划分子带中的位置信息,确定对应所述待下变频信号的所述本振信号的频谱支撑序列,所述本振信号的频谱支撑序列用于指示本振信号产生装置只在所述频谱分量所在的子带中心处产生预置大小的谐波信号,将所述待下变频信号,与对应所述频谱分量的所述谐波信号进行混频,得到下变频信号。与现有技术中多个不同频段的信号通过与在所有子带都有谐波的本振信号混频时把所有子带噪声全部混叠到基带,降低了混叠信号的信噪比相比,本发明实施例提供的信号处理的方法,所述待下变频信号只与其频谱分量所在的子带中心处的谐波信号进行混频,从而提升了混频后混叠信号的信噪比。
可选地,在上述实施例的基础上,本发明实施例提供的信号处理的方法的另一实施例中,所述确定待下变频信号的频谱分量在预划分子带中的位置信息时,所述方法还可以包括:
确定混叠模式的种类,以及每种混叠模式中包含混叠信号的个数,所述混叠模式用于描述不同频段范围内所包含的混叠信号的情况;
根据所述预划分子带的个数和所述每种混叠模式中所包含的混叠信号的个数,确定用于描述混频及模数转换采样过程的测量矩阵。
其中,根据所述预划分子带的个数和所述每种混叠模式中所包含的混叠信号的个数,确定所述测量矩阵,可以包括:
根据所述预划分子带的个数,确定所述测量矩阵的列数;
根据包含混叠信号个数最多的混叠模式所包含的混叠信号的个数,确定所述测量矩阵的行数。
本发明实施例中,混叠模式用于描述不同频段范围内所包含的混叠信号的情况,在通过谐波信号下变频的过程中,在保证有信号的子带都有对应的谐波信号后,谐波信号数量只会影响噪声,不会影响混叠信号的分布,因此在混频前就可以确定混叠模式的种类,以及每种混叠模式中包含混叠信号的个数。
如图5所示,图5中示出了五个子带的信号在混叠后的信号分布,每个子带信号用一种标识表示,如图5中用无色圆圈、黑色圆圈、无色方块、黑色方块和黑色三角五种标识分别标识了五个子带的信号。这四个频段的输入信号在混叠后会有9种混叠模式,图5中每种混叠模式由虚线间隔开,从左向右,第一种混叠模式包含无色圆圈所标识的一个信号,第二种混叠模式包含无色圆圈和无色方块所标识的两个信号,第三种混叠模式包含无色圆圈、无色方块和黑色圆圈所标识的三个信号,第四种混叠模式包含无色方块和黑色圆圈所标识的两个信号,第五种混叠模式包含黑色圆圈所标识的一个信号,第六种混叠模式包含黑色圆圈和黑色三角所标识的两个信号,第七种混叠模式包含黑色三角所标识的一个信号,第八种混叠模式包含黑色三角和黑色方块所标识的两个信号,第九种混叠模式包含黑色方块所标识的一个信号。
混频过程中有用信号在基带混叠起来。把混叠的信号进行分离的过程实际上是一个通过逆矩阵求解原信号的过程,为了使混叠后的信号能正确的进行分离,描述混频采样得到基带采样信号过程的所述测量矩阵一定要满足列满秩。
信号混频采样过程在频域可以表达为:Y(f)=AZ(f)
其中,Y(f)是采样点的离散傅里叶变换,Z(f)为下变频信号的频谱X(f)按子带分割的矢量表示,A为所述测量矩阵。
假设可接收频段范围被划分为L0个子带,带宽为fp,那么待下变频信号的频谱X(f)按子带分割可以用矢量表示成:
其中,
延续图2-图5的场景,该场景中有15个子带,所以通用测量矩阵A有15列,编号为从-7到+7的15个整数,上述9个混叠模式中,混叠信号最多的第三个混叠模式中有三个信号,所以该通用测量矩阵A有3行,中间行的标识从-7到+7,上边一行向右移动一列,下边一行向左移动一列,如果测量矩阵应该由5行或其他行数,也按这种移动方式移动。
由此得到的通用测量矩阵A如下:
可选地,在上述实施例的基础上,本发明实施例提供的信号处理的方法的另一实施例中,所述方法还可以包括:
根据所述每种混叠模式中所包含的混叠信号的个数和所述测量矩阵,确定对应所述每种混叠模式的模式测量矩阵,所述模式测量矩阵为根据模式混叠信号所对应的频谱分量所在子带的位置信息,对应所述测量矩阵的列所形成的子矩阵,所述模式混叠信号为所述每种混叠模式中所包含的混叠信号。
其中,所述确定对应所述每种混叠模式的模式测量矩阵之后,所述方法还可以包括:
根据初始子带集合,确定所述模式测量矩阵中的非列满秩矩阵,所述初始子带集合为所述频谱分量所在子带的位置信息的集合;
按照预置策略,在所述初始子带集合中加入新的子带位置信息,将所述非列满秩矩阵调整为列满秩矩阵。
其中,所述按照预置策略,在所述初始子带集合中加入新的子带位置信息,将所述非列满秩矩阵调整为列满秩矩阵,包括:
按照预置策略,确定加入所述初始子带集合的所述新的子带位置信息;
根据所述新的子带位置信息和所述频谱分量所在子带的位置信息,重新确定所述每种混叠模式的模式测量矩阵,将所述非列满秩矩阵调整为列满秩矩阵。
在图2-图5对应的场景中,如图5所示,共有9种混叠模式,第一种混叠模式中,只有子带标识为-6中的信号,结合通用测量矩阵A,可以得到第一种混叠模式测量矩阵为:
以此类推,本处不一一列出9中混叠模式的模式测量矩阵,可以分别得到9种混叠模式的模式测量矩阵,A1至A9,列满秩是现有技术,指的是列秩等于列数,就是初等变换以后没有一列全为0,因此,可以根据得到的A1至A9,判断出A3、A4、A6为非列满秩矩阵。A3、A4、A6的矩阵表示如下:
实际上,从图3中就可以确定出只在五个子带-6、-3、-2、1、4处有信号,所以可以直接使用下变频信号的频谱分量所在子带的位置信息来确定非列满秩矩阵。也可以将-6、-3、-2、1、4定义为一个初始子带集合T={-6,-3,-2,1,4}。然后,直接使用初始子带集合中的信息确定出A3、A4、A6为非列满秩矩阵。
要使混叠的信号能正确的分离出来,每个模式下的矩阵必须是列满秩矩阵,因此,需要将A3、A4、A6调整成列满秩矩阵,如何进行调整,本发明实施例提供的方案是在初始子带集合中引入新的子带位置信息,然后使用增加新的子带位置信息后的子带集合来调整非列满秩矩阵,使其成为列满秩矩阵。
选择新的子带位置信息的条件是:所选子带应使得最多的矩阵列秩增加,同时应尽可能少地影响它不能增加列秩的矩阵,以免增加那些矩阵的条件数。当某子带增加部分矩阵列秩的同时会造成其他矩阵条件数升高时,可以以每个矩阵所覆盖的频段宽度等参数作为权重进行选择。重复这个过程,直到所有的矩阵达到列满秩。在我们这个例子中,很明显,如果在T中加入-5,那么所有矩阵就可以达到列满秩。这样,就可以确定能使每个模式测量矩阵都达到列满秩的最小子带集合为T={-6,-5,-3,-2,1,4}而如果加入其它子带,那么就仍然有部分矩阵不能达到列满秩,需要在选择新的子带加入。这样,不仅T不能达到最小集合,而且某些矩阵的条件数会增大。
可选地,在上述实施例的基础上,本发明实施例提供的信号处理的方法的另一实施例中,所述根据所述频谱分量在所述预划分子带中的位置信息,确定对应所述待下变频信号的所述本振信号的频谱支撑序列,所述本振信号的频谱支撑序列用于指示本振信号产生装置只在所述频谱分量所在的子带中心处产生预置大小的谐波信号,可以包括:
根据所述频谱分量在所述预划分子带中的位置信息和所述新的子带位置信息,确定对应所述待下变频信号的所述本振信号的频谱支撑序列,所述本振信号的频谱支撑序列用于指示本振信号产生装置只在所述频谱分量所在的子带中心处和所述新的子带位置信息指示的子带中心处产生预置大小的谐波信号;
所述将所述待下变频信号,与对应所述频谱分量的所述谐波信号进行混频,得到下变频信号,可以包括:
将所述待下变频信号,与对应所述频谱分量的所述谐波信号,以及所述新的子带位置信息指示的子带处的所述谐波信号进行混频,得到所述下变频信号。
本发明实施例中,当上述确定出最小子带集合后,例如,上述确定的最小子带集合在初始子带集合的基础上,增加了新的子带的位置信息-5,这样,在进行信号混频时,需要调整本振信号的频谱支撑序列,将原来的本振信号的频谱支撑序列可以表示为(0、1、0、0、1、1、0、0、1、0、0、1、0、0、0),调整为(0、1、1、0、1、1、0、0、1、0、0、1、0、0、0),这样,本振信号产生装置就会在-5的子带中心处也产生一个预置大小的谐波信号。
参阅图6,本发明实施例提供的信号处理的装置20的一实施例包括:
第一确定单元201,用于确定待下变频信号的频谱分量在预划分子带中的位置信息,所述预划分子带的带宽取决于用于混频的本振信号的周期;
第二确定单元202,用于根据所述第一确定单元201确定的所述频谱分量在所述预划分子带中的位置信息,确定对应所述待下变频信号的所述本振信号的频谱支撑序列,所述本振信号的频谱支撑序列用于指示本振信号产生装置只在所述频谱分量所在的子带中心处产生预置大小的谐波信号;
混频单元203,用于将所述待下变频信号,与所述第二确定单元202确定的所述对应所述频谱分量的所述谐波信号进行混频,得到下变频信号。
本发明实施例中,第一确定单元201确定待下变频信号的频谱分量在预划分子带中的位置信息,所述预划分子带的带宽取决于用于混频的本振信号的周期,第二确定单元202根据所述第一确定单元201确定的所述频谱分量在所述预划分子带中的位置信息,确定对应所述待下变频信号的所述本振信号的频谱支撑序列,所述本振信号的频谱支撑序列用于指示本振信号产生装置只在所述频谱分量所在的子带中心处产生预置大小的谐波信号,混频单元203将所述待下变频信号,与所述第二确定单元202确定的所述对应所述频谱分量的所述谐波信号进行混频,得到下变频信号。与现有技术中多个不同频段的信号通过与在所有子带都有谐波的本振信号混频时把所有子带噪声全部混叠到基带,降低了混叠信号的信噪比相比,本发明实施例提供的信号处理的装置,所述待下变频信号只与其频谱分量所在的子带中心处的谐波信号进行混频,从而提升了混频后混叠信号的信噪比。
可选地,在上述图6对应的实施例的基础上,参阅图7,本发明实施例提供的信号处理的装置的另一实施例中,所述装置20还包括:
第三确定单元204,用于在所述第一确定单元201确定所述待下变频信号的频谱分量在预划分子带中的位置信息时,确定混叠模式的种类,以及每种混叠模式中所包含的混叠信号的个数,所述混叠模式用于描述不同频段范围内所包含的混叠信号的情况;
第四确定单元205,用于根据所述预划分子带的个数和所述第三确定单元204确定的所述每种混叠模式中所包含的混叠信号的个数,确定用于描述混频及模数转换采样过程的测量矩阵。
在上述图7对应的实施例的基础上,本发明实施例提供的信号处理的装置的另一实施例中,
所述第四确定单元205,用于根据所述预划分子带的个数,确定所述测量矩阵的列数,根据包含混叠信号个数最多的混叠模式所包含的混叠信号的个数,确定所述测量矩阵的行数。
在上述图7对应的实施例的基础上,参阅图8,本发明实施例提供的信号处理的装置的另一实施例中,所述装置20还包括:
第五确定单元206,用于根据所述第三确定单元204确定的所述每种混叠模式中所包含的混叠信号的个数和所述第四确定单元205确定的所述测量矩阵,确定对应所述每种混叠模式的模式测量矩阵,所述模式测量矩阵为模式混叠信号所对应的频谱分量所在子带的位置信息,对应所述测量矩阵的列所形成的子矩阵,所述模式混叠信号为所述每种混叠模式中所包含的混叠信号。
在上述图8对应的实施例的基础上,参阅图9,本发明实施例提供的信号处理的装置的另一实施例中,所述装置20还包括:
第六确定单元207,用于根据初始子带集合,确定所述第五确定单元206确定的所述模式测量矩阵中的非列满秩矩阵,所述初始子带集合为所述频谱分量所在子带的位置信息的集合;
调整单元208,用于按照预置策略,在所述初始子带集合中加入新的子带位置信息,将所述第六确定单元207确定的所述非列满秩矩阵调整为列满秩矩阵。
在上述图9对应的实施例的基础上,本发明实施例提供的信号处理的装置的另一实施例中,
所述调整单元208,用于按照预置策略,确定加入所述初始子带集合的所述新的子带位置信息,根据所述新的子带位置信息和所述频谱分量所在子带的位置信息,重新确定所述每种混叠模式的模式测量矩阵,将所述非列满秩矩阵调整为列满秩矩阵。
在上述图9对应的实施例的基础上,本发明实施例提供的信号处理的装置的另一实施例中,
所述第二确定单元202,用于根据所述频谱分量在所述预划分子带中的位置信息和所述新的子带位置信息,确定对应所述待下变频信号的所述本振信号的频谱支撑序列,所述本振信号的频谱支撑序列用于指示本振信号产生装置只在所述频谱分量所在的子带中心处和所述新的子带位置信息指示的子带中心处产生预置大小的谐波信号;
所述混频单元203,用于将所述待下变频信号,与对应所述频谱分量的所述谐波信号,以及所述新的子带位置信息指示的子带处的所述谐波信号进行混频,得到所述下变频信号。
图10是本发明实施例信号接收机200的结构示意图。信号接收机200可包括输入设备210、输出设备220、处理器230和存储器240。
存储器240可以包括只读存储器和随机存取存储器,并向处理器230提供指令和数据。存储器240的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器(NVRAM)。
存储器240存储了如下的元素,可执行模块或者数据结构,或者它们的子集,或者它们的扩展集:
操作指令:包括各种操作指令,用于实现各种操作。
操作系统:包括各种系统程序,用于实现各种基础业务以及处理基于硬件的任务。
在本发明实施例中,处理器230通过调用存储器240存储的操作指令(该操作指令可存储在操作系统中),执行如下操作:
确定待下变频信号的频谱分量在预划分子带中的位置信息,所述预划分子带的带宽取决于用于混频的本振信号的周期;
根据所述频谱分量在所述预划分子带中的位置信息,确定对应所述待下变频信号的所述本振信号的频谱支撑序列,所述本振信号的频谱支撑序列用于指示本振信号产生装置只在所述频谱分量所在的子带中心处产生预置大小的谐波信号;
将所述待下变频信号,与对应所述频谱分量的所述谐波信号进行混频,得到下变频信号。
本发明实施例中,信号接收机200在待下变频信号中有多个不同频段的信号,且通过一条混频通路混频时,可以提升混频后混叠信号的信噪比。
处理器230控制信号接收机200的操作,处理器230还可以称为CPU(CentralProcessing Unit,中央处理单元)。存储器240可以包括只读存储器和随机存取存储器,并向处理器230提供指令和数据。存储器240的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器(NVRAM)。具体的应用中,信号接收机200的各个组件通过总线系统250耦合在一起,其中总线系统250除包括数据总线之外,还可以包括电源总线、控制总线和状态信号总线等。但是为了清楚说明起见,在图中将各种总线都标为总线系统250。
上述本发明实施例揭示的方法可以应用于处理器230中,或者由处理器230实现。处理器230可能是一种集成电路芯片,具有信号的处理能力。在实现过程中,上述方法的各步骤可以通过处理器230中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器230可以是通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成,或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器,闪存、只读存储器,可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器240,处理器230读取存储器240中的信息,结合其硬件完成上述方法的步骤。
可选地,处理器230具体可确定混叠模式的种类,以及每种混叠模式中所包含的混叠信号的个数,所述混叠模式用于描述不同频段范围内所包含的混叠信号的情况,根据所述预划分子带的个数和所述每种混叠模式中包含混叠信号的个数,确定用于描述混频及模数转换采样过程的测量矩阵。
可选地,处理器230具体可根据所述预划分子带的个数,确定所述测量矩阵的列数,根据包含混叠信号个数最多的混叠模式所包含的混叠信号的个数,确定所述测量矩阵的行数。
可选地,处理器230具体可根据所述每种混叠模式中所包含的混叠信号的个数和所述测量矩阵,确定对应所述每种混叠模式的模式测量矩阵,所述模式测量矩阵为根据模式混叠信号所对应的频谱分量所在子带的位置信息,对应所述测量矩阵的列所形成的子矩阵,所述模式混叠信号为所述每种混叠模式中所包含的混叠信号。
可选地,处理器230具体可根据初始子带集合,确定所述模式测量矩阵中的非列满秩矩阵,所述初始子带集合为所述频谱分量所在子带的位置信息的集合,按照预置策略,在所述初始子带集合中加入新的子带位置信息,将所述非列满秩矩阵调整为列满秩矩阵。
可选地,处理器230具体可按照预置策略,确定加入所述初始子带集合的所述新的子带位置信息,根据所述新的子带位置信息和所述频谱分量所在子带的位置信息,重新确定所述每种混叠模式的模式测量矩阵,将所述非列满秩矩阵调整为列满秩矩阵。
可选地,处理器230具体可根据所述频谱分量在所述预划分子带中的位置信息和所述新的子带位置信息,确定对应所述待下变频信号的所述本振信号的频谱支撑序列,所述本振信号的频谱支撑序列用于指示本振信号产生装置只在所述频谱分量所在的子带中心处和所述新的子带位置信息指示的子带中心处产生预置大小的谐波信号,将所述待下变频信号,与对应所述频谱分量的所述谐波信号,以及所述新的子带位置信息指示的子带处的所述谐波信号进行混频,得到所述下变频信号。
参阅图11,本发明实施例提供的信号接收系统的一实施例包括天线10、信号处理的装置20和本振信号产生装置30;
所述天线10,用于接收所述待下变频信号;
所述信号处理的装置20,用于确定待下变频信号的频谱分量在预划分子带中的位置信息,所述预划分子带的带宽取决于用于混频的本振信号的周期,根据所述频谱分量在所述预划分子带中的位置信息,确定对应所述待下变频信号的所述本振信号的频谱支撑序列,所述本振信号的频谱支撑序列用于指示本振信号产生装置只在所述频谱分量所在的子带中心处产生预置大小的谐波信号;
所述本振信号产生装置30,用于在所述频谱分量所在的子带中心处产生预置大小的谐波信号,并发送给所述信号处理装置20;
所述信号处理的装置20,还用于将所述待下变频信号,与对应所述频谱分量的所述谐波信号进行混频,得到下变频信号。
当然,本发明实施例中的信号接收系统还可以包括其他器件,因与本发明关联不大,所以本发明实施例中不做一一介绍。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成,该程序可以存储于一计算机可读存储介质中,存储介质可以包括:ROM、RAM、磁盘或光盘等。
以上对本发明实施例所提供的信号处理的方法、装置以及系统进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (16)

1.一种信号处理的方法,其特征在于,包括:
确定待下变频信号的频谱分量在预划分子带中的位置信息,所述预划分子带的带宽取决于用于混频的本振信号的周期;
根据所述频谱分量在所述预划分子带中的位置信息,确定对应所述待下变频信号的所述本振信号的频谱支撑序列,所述本振信号的频谱支撑序列用于指示本振信号产生装置只在所述频谱分量所在的子带中心处产生预置大小的谐波信号;
将所述待下变频信号,与对应所述频谱分量的所述谐波信号进行混频,得到下变频信号。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述确定待下变频信号的频谱分量在预划分子带中的位置信息时,所述方法还包括:
确定混叠模式的种类,以及每种混叠模式中所包含的混叠信号的个数,所述混叠模式用于描述不同频段范围内所包含的混叠信号的情况;
根据所述预划分子带的个数和所述每种混叠模式中所包含的混叠信号的个数,确定用于描述混频及模数转换采样过程的测量矩阵。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据所述预划分子带的个数和所述每种混叠模式中所包含的混叠信号的个数,确定用于描述混频及模数转换采样过程的测量矩阵,包括:
根据所述预划分子带的个数,确定所述测量矩阵的列数;
根据包含混叠信号个数最多的混叠模式所包含的混叠信号的个数,确定所述测量矩阵的行数。
4.根据权利要求2或3所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
根据所述每种混叠模式中所包含的混叠信号的个数和所述测量矩阵,确定对应所述每种混叠模式的模式测量矩阵,所述模式测量矩阵为根据模式混叠信号所对应的频谱分量所在子带的位置信息,对应所述测量矩阵的列所形成的子矩阵,所述模式混叠信号为所述每种混叠模式中所包含的混叠信号。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述确定对应所述每种混叠模式的模式测量矩阵之后,所述方法还包括:
根据初始子带集合,确定所述模式测量矩阵中的非列满秩矩阵,所述初始子带集合为所述频谱分量所在子带的位置信息的集合;
按照预置策略,在所述初始子带集合中加入新的子带位置信息,将所述非列满秩矩阵调整为列满秩矩阵。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述按照预置策略,在所述初始子带集合中加入新的子带位置信息,将所述非列满秩矩阵调整为列满秩矩阵,包括:
按照预置策略,确定加入所述初始子带集合的所述新的子带位置信息;
根据所述新的子带位置信息和所述频谱分量所在子带的位置信息,重新确定所述每种混叠模式的模式测量矩阵,将所述非列满秩矩阵调整为列满秩矩阵。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,
所述根据所述频谱分量在所述预划分子带中的位置信息,确定对应所述待下变频信号的所述本振信号的频谱支撑序列,所述本振信号的频谱支撑序列用于指示本振信号产生装置只在所述频谱分量所在的子带中心处产生预置大小的谐波信号,包括:
根据所述频谱分量在所述预划分子带中的位置信息和所述新的子带位置信息,确定对应所述待下变频信号的所述本振信号的频谱支撑序列,所述本振信号的频谱支撑序列用于指示本振信号产生装置只在所述频谱分量所在的子带中心处和所述新的子带位置信息指示的子带中心处产生预置大小的谐波信号;
所述将所述待下变频信号,与对应所述频谱分量的所述谐波信号进行混频,得到下变频信号,包括:
将所述待下变频信号,与对应所述频谱分量的所述谐波信号,以及所述新的子带位置信息指示的子带处的所述谐波信号进行混频,得到所述下变频信号。
8.一种信号处理的装置,其特征在于,包括:
第一确定单元,用于确定待下变频信号的频谱分量在预划分子带中的位置信息,所述预划分子带的带宽取决于用于混频的本振信号的周期;
第二确定单元,用于根据所述第一确定单元确定的所述频谱分量在所述预划分子带中的位置信息,确定对应所述待下变频信号的所述本振信号的频谱支撑序列,所述本振信号的频谱支撑序列用于指示本振信号产生装置只在所述频谱分量所在的子带中心处产生预置大小的谐波信号;
混频单元,用于将所述待下变频信号,与所述第二确定单元确定的所述对应所述频谱分量的所述谐波信号进行混频,得到下变频信号。
9.根据权利要求8所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:
第三确定单元,用于在所述第一确定单元确定所述待下变频信号的频谱分量在预划分子带中的位置信息时,确定混叠模式的种类,以及每种混叠模式中所包含的混叠信号的个数,所述混叠模式用于描述不同频段范围内所包含的混叠信号的情况;
第四确定单元,用于根据所述预划分子带的个数和所述第三确定单元确定的所述每种混叠模式中所包含的混叠信号的个数,确定用于描述混频及模数转换采样过程的测量矩阵。
10.根据权利要求9所述的装置,其特征在于,
所述第四确定单元,用于根据所述预划分子带的个数,确定所述测量矩阵的列数,根据包含混叠信号个数最多的混叠模式所包含的混叠信号的个数,确定所述测量矩阵的行数。
11.根据权利要求9或10所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:
第五确定单元,用于根据所述第三确定单元确定的所述每种混叠模式中所包含的混叠信号的个数和所述第四确定单元确定的所述测量矩阵,确定对应所述每种混叠模式的模式测量矩阵,所述模式测量矩阵为模式混叠信号所对应的频谱分量所在子带的位置信息,对应所述测量矩阵的列所形成的子矩阵,所述模式混叠信号为所述每种混叠模式中所包含的混叠信号。
12.根据权利要求11所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:
第六确定单元,用于根据初始子带集合,确定所述第五确定单元确定的所述模式测量矩阵中的非列满秩矩阵,所述初始子带集合为所述频谱分量所在子带的位置信息的集合;
调整单元,用于按照预置策略,在所述初始子带集合中加入新的子带位置信息,将所述第六确定单元确定的所述非列满秩矩阵调整为列满秩矩阵。
13.根据权利要求12所述的装置,其特征在于,
所述调整单元,用于按照预置策略,确定加入所述初始子带集合的所述新的子带位置信息,根据所述新的子带位置信息和所述频谱分量所在子带的位置信息,重新确定所述每种混叠模式的模式测量矩阵,将所述非列满秩矩阵调整为列满秩矩阵。
14.根据权利要求13所述的装置,其特征在于,
所述第二确定单元,用于根据所述频谱分量在所述预划分子带中的位置信息和所述新的子带位置信息,确定对应所述待下变频信号的所述本振信号的频谱支撑序列,所述本振信号的频谱支撑序列用于指示本振信号产生装置只在所述频谱分量所在的子带中心处和所述新的子带位置信息指示的子带中心处产生预置大小的谐波信号;
所述混频单元,用于将所述待下变频信号,与对应所述频谱分量的所述谐波信号,以及所述新的子带位置信息指示的子带处的所述谐波信号进行混频,得到所述下变频信号。
15.一种信号接收机,其特征在于,包括:输入设备、输出设备、存储器和处理器,
其中,所述处理器用于执行如下步骤:
确定待下变频信号的频谱分量在预划分子带中的位置信息,所述预划分子带的带宽取决于用于混频的本振信号的周期;
根据所述频谱分量在所述预划分子带中的位置信息,确定对应所述待下变频信号的所述本振信号的频谱支撑序列,所述本振信号的频谱支撑序列用于指示本振信号产生装置只在所述频谱分量所在的子带中心处产生预置大小的谐波信号;
将所述待下变频信号,与对应所述频谱分量的所述谐波信号进行混频,得到下变频信号。
16.一种信号接收系统,其特征在于,包括:天线、信号处理的装置和本振信号产生装置;
所述天线,用于接收待下变频信号;
所述信号处理的装置,用于确定待下变频信号的频谱分量在预划分子带中的位置信息,所述预划分子带的带宽取决于用于混频的本振信号的周期,根据所述频谱分量在所述预划分子带中的位置信息,确定对应所述待下变频信号的所述本振信号的频谱支撑序列,所述本振信号的频谱支撑序列用于指示本振信号产生装置只在所述频谱分量所在的子带中心处产生预置大小的谐波信号;
所述本振信号产生装置,用于在所述频谱分量所在的子带中心处产生预置大小的谐波信号,并发送给所述信号处理装置;
所述信号处理的装置,还用于将所述待下变频信号,与对应所述频谱分量的所述谐波信号进行混频,得到下变频信号。
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