CN113037338B - 一种多路并行信号数字信道化处理方法及系统 - Google Patents

一种多路并行信号数字信道化处理方法及系统 Download PDF

Info

Publication number
CN113037338B
CN113037338B CN202110279837.4A CN202110279837A CN113037338B CN 113037338 B CN113037338 B CN 113037338B CN 202110279837 A CN202110279837 A CN 202110279837A CN 113037338 B CN113037338 B CN 113037338B
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal
signals
filter
sampling
frequency bands
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110279837.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113037338A (zh
Inventor
鲁国林
刘明凯
张�林
程静静
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chongqing Liangjiang Satellite Mobile Communication Co Ltd
Original Assignee
Chongqing Liangjiang Satellite Mobile Communication Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chongqing Liangjiang Satellite Mobile Communication Co Ltd filed Critical Chongqing Liangjiang Satellite Mobile Communication Co Ltd
Priority to CN202110279837.4A priority Critical patent/CN113037338B/zh
Publication of CN113037338A publication Critical patent/CN113037338A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113037338B publication Critical patent/CN113037338B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0408—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas using two or more beams, i.e. beam diversity
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B17/00—Monitoring; Testing
    • H04B17/30—Monitoring; Testing of propagation channels
    • H04B17/382—Monitoring; Testing of propagation channels for resource allocation, admission control or handover

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Radio Transmission System (AREA)

Abstract

本发明公开了一种多路并行信号数字信道化处理方法，获取n路波束信号，波束信号为数字相控阵天线接收的信号；对n路波束信号同时进行数字下变频处理，获得n路零中频信号；将n路零中频信号通过信道选择网络输入到对应的信道中，进行信道化处理，获得m个信道信号；提取每路信号的band1频段与每路信号的band2频段，获得n个band1频段与n个band2频段；对提取的n个band1频段同时进行降采样滤波，获得第一信号，对提取的n个band2频段同时进行降采样滤波，获得第二信号；根据第一信号与第二信号，对m个信道信号同时进行降采样滤波，获得数字信号；本发明的有益效果为实现了在窄带宽时，多路信号可以同时进行采样，且在频段首先后能够保证采样后的频段一致性。

Description

一种多路并行信号数字信道化处理方法及系统
技术领域
本发明涉及通信技术领域技术领域，尤其涉及一种多路并行信号数字信道化处理方法及系统。
背景技术
在现有技术中对信号进行采样的时候，由于受频率带宽和频谱资源的限制影响、以及ADC采样率的限制，多路并行信号采样时，无法同时变频到某一频点，影响信号的采集和处理，且在目前的信号采集上，一般采用多相滤波的方式实现信号的采集，但该算法实现复杂度较高、也较耗资源，对实时性要求较高和采样率受限的情况下无法使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多路并行信号数字信道化处理方法及系统，通过将整个采样频带划分为若干个子带，并在个子带内进行采样输出，解决了窄带宽时多路信号无法同时采样、频段受限采样后频率无法保证一致的问题。
本发明通过下述技术方案实现：
一种多路并行信号数字信道化处理方法，数字信道化处理方法步骤包括：
S1：获取n路波束信号，所述波束信号为数字相控阵天线接收的信号；
S2：对n路波束信号同时进行数字下变频处理，获得n路零中频信号；
S3：通过系统协议约束，将n路零中频信号通过信道选择网络输入到对应的信道中，进行信道化处理，获得m个信道信号；
S4：提取每路信号的band1频段与每路信号的band2频段，获得n个band1频段与n个band2频段；
S5：对提取的n个band1频段同时进行降采样滤波，获得第一信号，对提取的n个band2频段同时进行降采样滤波，获得第二信号；
S6：根据第一信号与第二信号，对m个信道信号同时进行降采样滤波，获得m个数字信号。
传统地在进行信号采样处理的时候，采用的是多相滤波的方法实现对信号的采样，但是在采用这个方法进行信号采集的时候，往往会出现算法实现的复杂度较高，且比较耗费资源，且在采用此方法对信号进行采样时，不能同时对多路信号进行实时性的采集，且对采样的频率受到一定的限制，本发明提供一种多路并行信号数字信道化处理方法，通过在采集多路波束信号的时候，将波束信号经过DDC网络以及信道选择网络进行处理，分割成多个信号，在对多个信号通过轮询体制的方式进行降采样滤波处理，获得所需要的数字信号，并将该数字信号进行下一步分析中。
优选地，所述降采样滤波为：
将信号依次通过第一CIC滤波器、第二CIC滤波器、HB滤波器以及FIR滤波器，对信号的采样率的进行逐次降低。
依次通过串联在一起的第一CIC滤波器、第二CIC滤波器、HB滤波器以及FIR滤波器，对信号的采样率逐次降低，实现并行多速率信号的降采样过程。
优选地，所述第一信号包括第一信号头与第一时间戳，所述第二信号包括第二信号头与第二时间戳。
将信号头和时间戳作为需要对整个信号进行降采样滤波时的参考，能够提高对信号进行降采样滤波时的准确性。
优选地，所述m＝96，且每路信道信号包括相互正交的I信号与Q信号。
I信号与Q信号为相位上正交的信号。
本发明还公开一种多路数字信道化处理系统，所述系统包括：
采样模块，用于获取n路波束信号，所述波束信号为数字相控阵天线接收的信号；
DDC网络模块，用于对n路波束信号同时进行数字下变频处理，获得n路零中频信号；
信道选择模块，用于通过系统协议约束，将n路零中频信号通过信道选择网络输入到对应的信道中，进行信道化处理，输出m个信道信号，将获得的m个信道信号输入到第二降采样模块中；
频段提取模块，用于提取每路信号的band1频段与每路信号的band2频段，获得n个band1频段与n个band2频段，并将获取的频段输入到第一降采样模块中；
第一降采样滤波模块，用于对提取的n个band1频段同时进行降采样滤波，获得第一信号，对提取的n个band2频段同时进行降采样滤波，获得第二信号，并将第一信号与第二信号输入到第二降采样模块中；
第二降采样滤波模块，用于根据第一信号与第二信号，对m个信道信号同时进行降采样滤波，获得m个数字信号。
优选地，所述第一降采样滤波模块包括第一CIC滤波器、第二CIC滤波器、第一HB滤波器以及第一FIR滤波器，且所述第一CIC滤波器、所述第二CIC滤波器、所述第一HB滤波器以及所述第一FIR滤波器依次串联连接。
优选地，所述第一CIC滤波器与所述第二CIC滤波器的阶数均为三阶；所述第一HB滤波器的阶数为六阶；所述第一FIR滤波器的阶数为四十四阶。
优选地，所述第二降采样滤波模块包括第三CIC滤波器、第四CIC滤波器、第二HB滤波器以及第二FIR滤波器，且所述第三CIC滤波器、所述第四CIC滤波器、所述第二HB滤波器以及所述第二FIR滤波器依次串联连接。
优选地，所述第三CIC滤波器与所述第四CIC滤波器的阶数均为三阶；所述第二HB滤波器的阶数为六阶；所述第二FIR滤波器的阶数为四十四阶。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、采用本发明提供的一种多路并行信号数字信道化处理方法及系统，通过将整个采样频带划分为多个子带进行采样处理，实现了在窄带宽时，多路信号可以同时进行采样，且在频段首先后能够保证采样后的频段一致性；
2、采用本发明提供的一种多路并行信号数字信道化处理方法及系统，通过匹配相对应阶数的滤波器来实现对信号的采样率进行依次降低，实现了并行多速率信号降采样；
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为信道化处理方法的示意图
图2为实施例一中具体实施的示意图
图3为处理系统的示意图
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例一
本实施例公开了一种多路并行信号数字信道化处理方法，如图1和图2所示，数字信道化处理方法步骤包括：
S1：获取n路波束信号，所述波束信号为数字相控阵天线接收的信号；
数字相控阵天线既可以用于接收信号，也可以用于发射信号，是对按一定规律排列的基阵阵元的信号均加以适当的移相获得阵波束偏转信号，本实施例中，获取的波束信号就是数字相控阵天线所接收的信号，且获取的是多路波束信号，实现多路波束信号的同时处理，如图2所示，为数字相控阵天线接收波束信号的时候，波束信号的采样率为7.68MHz。
S2：对n路波束信号同时进行数字下变频处理，获得n路零中频信号；
当接收到n路波束信号的时候，将n路信号同时进行数字下变频处理，直接将波束信号处理为零中频信号，且每一路波束信号都包含了I信号与Q信号，在数字下变频处理过程中，将每一路的波束信号中的I信号经过相位变换，获得对应的I信号与Q信号，每一路的Q信号，也进行相应的相位变换，获得对已金的I信号与Q信号，即获得的是零中频信号。
S3：通过系统协议约束，将n路零中频信号通过信道选择网络输入到对应的信道中，进行信道化处理，获得m个信道信号；所述m＝96，且每个信道信号包括I信号与Q信号，其中系统协议是通过整个无线通信系统进行控制的，且规定了通信协议、网络协议以及控制协议等协议的规范。
将获得的零中频信号通过信道选择网络，并且根据信道选择网络所使用的硬件卡板的处理能力以及资源的占用率，并根据系统的协议约束选择96个信道，且每个信道输出的信道信号都包含了I信号与Q信号的两路信号，输出的数据率与输入的数据率一样的。
S4：提取每路信号的band1频段与每路信号的band2频段，获得n个band1频段与n个band2频段；
S5：对提取的n个band1频段同时进行降采样滤波，获得第一信号，对提取的n个band2频段同时进行降采样滤波，获得第二信号；
采用对band1与band2频段进行轮询体制的方法，对所有每路信号中的band1频段以及band2频段进行降采样滤波，降采样滤波之后得到的波束信号，主要是用来识别信道信号在降采样滤波过程中的起始信号以及时间戳，对信道信号进行降采样滤波的时候做一个参考。
所述第一信号包括第一信号头与第一时间戳，所述第二信号包括第二信号头与第二时间戳。
S6：根据第一信号与第二信号，对m个信道信号同时进行降采样滤波，获得m个数字信号。
所述降采样滤波为：
将信号依次通过第一CIC滤波器、第二CIC滤波器、HB滤波器以及FIR滤波器，对信号的采样率的进行逐次降低。
在降采样滤波过程中，所用到的第一CIC滤波器与第二CIC滤波器的阶数均为三阶滤波器，所用到的HB滤波器为六阶滤波器，所用到的FIR滤波器为四十四阶滤波器，且在信道经过每一个滤波器的时候，都会将信号的采样率依次降低，如图2所示，刚输入到降采样滤波时候的信道信号的采样率为7.68MHz，在经过第一CIC滤波器之后，采样率从7.68MHz降为2.56MHz，在经过第二CIC滤波器的时候，采样率降为512KHz，在经过HB滤波器之后，信道信号的采样率降为了256KHz，经过FIR滤波器之后，信道信号的降采样率降为了128KHz，最终输出为数字信号，且对此数字信号进行分析。
由此可见，在采用此方法对波束信号进行处理的时候，实现了对多路并行信号进行同时处理、采样，且在频段受限采样后频率能够保证一致。
实施例二
一种多路数字信道化处理系统，所述系统包括：
采样模块，用于获取n路波束信号，所述波束信号为数字相控阵天线接收的信号；
DDC网络模块，用于对n路波束信号同时进行数字下变频处理，获得n路零中频信号；
信道选择模块，用于通过系统协议约束，将n路零中频信号通过信道选择网络输入到对应的信道中，进行信道化处理，输出m个信道信号，将获得的m个信道信号输入到第二降采样模块中；
频段提取模块，用于提取每路信号的band1频段与每路信号的band2频段，获得n个band1频段与n个band2频段，并将获取的频段输入到第一降采样模块中；
第一降采样滤波模块，用于对提取的n个band1频段同时进行降采样滤波，获得第一信号，对提取的n个band2频段同时进行降采样滤波，获得第二信号，并将第一信号与第二信号输入到第二降采样模块中；
第一降采样滤波模块包括第一CIC滤波器、第二CIC滤波器、第一HB滤波器以及第一FIR滤波器，且所述第一CIC滤波器、所述第二CIC滤波器、所述第一HB滤波器以及所述第一FIR滤波器依次串联连接。所述第一CIC滤波器与所述第二CIC滤波器的阶数均为三阶；所述第一HB滤波器的阶数为六阶；所述第一FIR滤波器的阶数为四十四阶。
第二降采样滤波模块，用于根据第一信号与第二信号，对m个信道信号同时进行降采样滤波，获得m个数字信号。
第二降采样滤波模块包括第三CIC滤波器、第四CIC滤波器、第二HB滤波器以及第二FIR滤波器，且所述第三CIC滤波器、所述第四CIC滤波器、所述第二HB滤波器以及所述第二FIR滤波器依次串联连接。
第三CIC滤波器与所述第四CIC滤波器的阶数均为三阶；所述第二HB滤波器的阶数为六阶；所述第二FIR滤波器的阶数为四十四阶
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种多路并行信号数字信道化处理方法，其特征在于，数字信道化处理方法步骤包括：
S1：获取n路波束信号，所述波束信号为数字相控阵天线接收的信号；
S2：对n路波束信号同时进行数字下变频处理，获得n路零中频信号；
S3：通过系统协议约束，将n路零中频信号通过信道选择网络输入到对应的信道中，进行信道化处理，获得m个信道信号；
S4：提取每路信号的band1频段与每路信号的band2频段，获得n个band1频段与n个band2频段；
S5：对提取的n个band1频段同时进行降采样滤波，获得第一信号，对提取的n个band2频段同时进行降采样滤波，获得第二信号；
S6：根据第一信号与第二信号，对m个信道信号同时进行降采样滤波，获得m个数字信号；
所述第一信号包括第一信号头与第一时间戳，所述第二信号包括第二信号头与第二时间戳。
2.根据权利要求1所述的一种多路并行信号数字信道化处理方法，其特征在于，所述降采样滤波为：
将信号依次通过第一CIC滤波器、第二CIC滤波器、HB滤波器以及FIR滤波器，对信号的采样率的进行逐次降低。
3.根据权利要求1或2所述的一种多路并行信号数字信道化处理方法，其特征在于，所述m＝96，且每路信道信号包括相互正交的I信号与Q信号。
4.一种多路并行信号数字信道化处理系统，其特征在于，所述系统包括：
采样模块，用于获取n路波束信号，所述波束信号为数字相控阵天线接收的信号；
DDC网络模块，用于对n路波束信号同时进行数字下变频处理，获得n路零中频信号；
信道选择模块，用于通过系统协议约束，将n路零中频信号通过信道选择网络输入到对应的信道中，进行信道化处理，输出m个信道信号，将获得的m个信道信号输入到第二降采样模块中；
频段提取模块，用于提取每路信号的band1频段与每路信号的band2频段，获得n个band1频段与n个band2频段，并将获取的频段输入到第一降采样模块中；
第一降采样滤波模块，用于对提取的n个band1频段同时进行降采样滤波，获得第一信号，对提取的n个band2频段同时进行降采样滤波，获得第二信号，并将第一信号与第二信号输入到第二降采样模块中；
第二降采样滤波模块，用于根据第一信号与第二信号，对m个信道信号同时进行降采样滤波，获得m个数字信号；
所述第一信号包括第一信号头与第一时间戳，所述第二信号包括第二信号头与第二时间戳。
5.根据权利要求4所述的一种多路并行信号数字信道化处理系统，其特征在于，所述第一降采样滤波模块包括第一CIC滤波器、第二CIC滤波器、第一HB滤波器以及第一FIR滤波器，且所述第一CIC滤波器、所述第二CIC滤波器、所述第一HB滤波器以及所述第一FIR滤波器依次串联连接。
6.根据权利要求5所述的一种多路并行信号数字信道化处理系统，其特征在于，所述第一CIC滤波器与所述第二CIC滤波器的阶数均为三阶；所述第一HB滤波器的阶数为六阶；所述第一FIR滤波器的阶数为四十四阶。
7.根据权利要求4或5所述的一种多路并行信号数字信道化处理系统，其特征在于，所述第二降采样滤波模块包括第三CIC滤波器、第四CIC滤波器、第二HB滤波器以及第二FIR滤波器，且所述第三CIC滤波器、所述第四CIC滤波器、所述第二HB滤波器以及所述第二FIR滤波器依次串联连接。
8.根据权利要求7所述的一种多路并行信号数字信道化处理系统，其特征在于，所述第三CIC滤波器与所述第四CIC滤波器的阶数均为三阶；所述第二HB滤波器的阶数为六阶；所述第二FIR滤波器的阶数为四十四阶。
CN202110279837.4A 2021-03-16 2021-03-16 一种多路并行信号数字信道化处理方法及系统 Active CN113037338B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110279837.4A CN113037338B (zh) 2021-03-16 2021-03-16 一种多路并行信号数字信道化处理方法及系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110279837.4A CN113037338B (zh) 2021-03-16 2021-03-16 一种多路并行信号数字信道化处理方法及系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113037338A CN113037338A (zh) 2021-06-25
CN113037338B true CN113037338B (zh) 2023-02-03

Family

ID=76470810

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110279837.4A Active CN113037338B (zh) 2021-03-16 2021-03-16 一种多路并行信号数字信道化处理方法及系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113037338B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116015248A (zh) * 2022-12-16 2023-04-25 淮安汇鸿精密模具有限公司 一种cic-hb级联式数字滤波器及其验证方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11196391A (ja) * 1998-01-06 1999-07-21 Sharp Corp テレビジョンデータ放送受信装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7145972B2 (en) * 2001-10-18 2006-12-05 The Aerospace Corporation Polyphase channelization system
CN101340207A (zh) * 2008-08-07 2009-01-07 清华大学 基于分频段并行采样的超宽带接收方法及其接收端
US9031165B2 (en) * 2013-04-24 2015-05-12 Cubic Corporation Efficient signal processing for receive and transmit DBF arrays
CN107749762A (zh) * 2017-09-26 2018-03-02 天津光电通信技术有限公司 一种多相滤波数字信道化实现方法
CN109889213B (zh) * 2019-03-07 2020-04-07 西安电子科技大学 一种信道化的方法、装置及计算机存储介质

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11196391A (ja) * 1998-01-06 1999-07-21 Sharp Corp テレビジョンデータ放送受信装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Jamming Structure of LFM Pulse Compression Radar Based on Digital Channelization;Wenxu Zhang等;《2020 15th IEEE International Conference on Signal Processing (ICSP)》;20210118;580-584 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN113037338A (zh) 2021-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1114516B1 (en) Flexibility enhancement to the modified fast convolution algorithm
JP3168251B2 (ja) 分離した周波数バンドの電磁入力信号のデジタル化装置とその方法
CA2334668C (en) A method and apparatus for digital channelisation and de-channelisation
CN111555764A (zh) 一种射频直采宽带数字接收机系统、方法及射电观测系统
CN104798309A (zh) 多频带接收器及其信号处理方法
EP2611030B1 (en) Demultiplexing device, multiplexing device, and relay device
CN113037338B (zh) 一种多路并行信号数字信道化处理方法及系统
EP1451993B1 (en) Multirate digital transceiver
CN107144821B (zh) 宽带数字阵雷达中基于时延波束形成的高效接收通道
CN111464228B (zh) 一种基于星载dbf的多通道vdes收发预处理系统
CN107733465B (zh) 超带宽信号处理方法及装置
US10826676B2 (en) Efficient implementation of fixed-rate farrow-based resampling filter
CN106872948B (zh) 基于两级数字下变频的雷达工作信道采集系统及其方法
US6496134B1 (en) Frequency spectrum method and frequency spectrum analyzer
Dhabu et al. Low complexity fast filter bank-based channelization in L-DACS1 for aeronautical communications
US8837634B2 (en) Methods and apparatus for signal filtering
US20150016573A1 (en) System and method for passive wireless monitoring with efficient channelization
Vaidya et al. Low Complexity Non Maximally Coefficient Symmetry Multi Rate Filter Bank for Wideband Channelization
US10708012B1 (en) Wideband subcarrier wireless transceiver circuits and systems
CN115842553A (zh) 一种宽带信号的延时采样方法及装置
CN117767967A (zh) 多天线通信系统数字中频处理装置、方法和电子设备
CN113114166A (zh) 基于fpga的高速并行ddc及fir滤波处理方法
KR100426618B1 (ko) 수동 혼변조 제거장치 및 그 방법
CN112600574A (zh) 一种基于fpga的多通道测向接收机的数字ddc设计方法
JP2003008672A (ja) 多チャンネル一括変調回路

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant