本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，尤其涉及一種多通道數(shù)字上變頻系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

數(shù)字變頻技術(shù)是利用數(shù)字信號處理技術(shù)對輸入的信號的頻譜進(jìn)行搬移(此過程可簡稱為搬頻)，而數(shù)字上變頻則特指將輸入的信號的頻譜從低頻段搬移至高頻段，以便于在帶通信道中進(jìn)行傳輸。數(shù)字上變頻技術(shù)廣泛應(yīng)用于通信領(lǐng)域內(nèi)的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)中。數(shù)字上變頻技術(shù)涉及到內(nèi)插濾波，復(fù)數(shù)調(diào)制和正交調(diào)制，其中：內(nèi)插濾波的作用在于提高信號的采樣率，并濾除鏡像成分；復(fù)數(shù)調(diào)制用于完成對信號乘以一個(gè)復(fù)載波的處理，從而實(shí)現(xiàn)頻譜搬移；而正交調(diào)制則是取出信號乘以復(fù)載波的結(jié)果中的實(shí)數(shù)部分，從而實(shí)現(xiàn)頻譜搬移并獲得實(shí)調(diào)制信號。

現(xiàn)有的多通道數(shù)字上變頻中一般有M路(即M個(gè)通道)的信號輸入，一個(gè)實(shí)調(diào)制信號輸出。M路的待變頻信號的頻譜的中心頻率(以下所述信號的中心頻率均指信號的頻譜的中心頻率)位于零頻處，經(jīng)過多通道數(shù)字上變頻系統(tǒng)進(jìn)行上變頻后，第i(i＝1,2,…,M)路的待變頻信號的中心頻率將位于與該信號對應(yīng)的最終目標(biāo)頻點(diǎn)(即f_i(i＝1,2,...,M))處，且M路經(jīng)上變頻后的信號將被合路成一個(gè)實(shí)調(diào)制信號進(jìn)行輸出，其中，M表示通道數(shù)目，為大于1的正整數(shù)。

圖1為現(xiàn)有的一種多通道數(shù)字上變頻系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用兩級搬頻的方法實(shí)現(xiàn)數(shù)字上變頻。如圖1中所示，首先利用第一級內(nèi)插濾波器和復(fù)數(shù)調(diào)制器對對應(yīng)的待變頻信號進(jìn)行第一級搬頻，經(jīng)搬頻后，第i(i＝1,2,…,M)路的信號的中心頻率位于與之對應(yīng)的目標(biāo)頻點(diǎn)(即(f_i-f₀))處；之后，將各路已被搬頻至對應(yīng)目標(biāo)頻點(diǎn)的信號直接進(jìn)行合路相加后，再進(jìn)行第二級內(nèi)插濾波，提升信號的采 樣率；最后經(jīng)第二級正交調(diào)制器對濾波后的信號進(jìn)行第二級搬頻，并獲得實(shí)調(diào)制信號后輸出。

然而上述的數(shù)字上變頻系統(tǒng)，每個(gè)第一級內(nèi)插濾波器和復(fù)數(shù)調(diào)制器為實(shí)現(xiàn)將待變頻信號搬頻至目標(biāo)頻點(diǎn)，需要消耗大量的硬件資源。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種多通道數(shù)字上變頻系統(tǒng)及方法，以克服相關(guān)技術(shù)中消耗大量的硬件資源的問題。

一方面，本發(fā)明提供一種多通道數(shù)字上變頻系統(tǒng)，包括預(yù)處理模塊，傅里葉搬頻模塊、合路模塊和實(shí)調(diào)制信號獲取模塊，其中：

所述預(yù)處理模塊，用于將每一路待變頻信號的中心頻率搬頻至該路待變頻信號對應(yīng)的預(yù)設(shè)頻點(diǎn)，并將處理后的信號輸出給所述傅里葉搬頻模塊，其中，預(yù)設(shè)頻點(diǎn)滿足如下條件：中心頻率處于預(yù)設(shè)頻點(diǎn)的一路信號經(jīng)傅里葉逆變換后，該路信號的中心頻率上變頻為該路信號對應(yīng)的目標(biāo)頻點(diǎn)；

所述傅里葉搬頻模塊，用于將中心頻率處于預(yù)設(shè)頻點(diǎn)的各路信號同時(shí)進(jìn)行傅里葉逆變換，以將各路信號的中心頻率搬頻至對應(yīng)的目標(biāo)頻點(diǎn)；以及，將處理后的各路信號輸出給所述合路模塊；

所述合路模塊，用于將所述傅里葉搬頻模塊發(fā)送來的各路信號進(jìn)行一次內(nèi)插濾波后進(jìn)行合路，并將合路后的信號輸出給所述實(shí)調(diào)制信號獲取模塊；

所述實(shí)調(diào)制信號獲取模塊，用于對所述合路后的信號進(jìn)行二次內(nèi)插濾波后，再進(jìn)行正交調(diào)制，并輸出實(shí)調(diào)制信號。

一方面，本發(fā)明提供一種多通道數(shù)字上變頻方法，包括：

將每一路待變頻信號的中心頻率搬頻至該路待變頻信號對應(yīng)的預(yù)設(shè)頻點(diǎn)，其中，預(yù)設(shè)頻點(diǎn)滿足如下條件：中心頻率處于預(yù)設(shè)頻點(diǎn)的一路信號經(jīng)傅里葉逆變換后，該路信號的中心頻率上變頻為該路信號對應(yīng)的目標(biāo)頻點(diǎn)；

將中心頻率處于預(yù)設(shè)頻點(diǎn)的各路信號同時(shí)進(jìn)行傅里葉逆變換，以將各路信 號的中心頻率搬頻至對應(yīng)的目標(biāo)頻點(diǎn)；

將搬頻至對應(yīng)的目標(biāo)頻點(diǎn)的各路信號進(jìn)行一次內(nèi)插濾波后進(jìn)行合路；

對所述合路后的信號進(jìn)行二次內(nèi)插濾波后，再進(jìn)行正交調(diào)制，并輸出實(shí)調(diào)制信號。

本發(fā)明至少具有以下有益效果：基于現(xiàn)有數(shù)字上變頻系統(tǒng)中存在耗費(fèi)較多的硬件資源的問題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種多通道數(shù)字上變頻系統(tǒng)，本發(fā)明提供的多通道數(shù)字上變頻系統(tǒng)基于傅里葉逆變換實(shí)現(xiàn)上變頻，用于節(jié)約硬件資源。

應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本發(fā)明。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中多通道數(shù)字上變頻系統(tǒng)的示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例中的多通道數(shù)字上變頻系統(tǒng)的示意圖之一；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例中的多通道數(shù)字上變頻系統(tǒng)的示意圖之二；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例中的多通道數(shù)字上變頻系統(tǒng)的預(yù)處理器的示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例中的多通道數(shù)字上變頻系統(tǒng)的延遲相加器的示意圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例中的多通道數(shù)字上變頻系統(tǒng)的示意圖之三；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例中的多通道數(shù)字上變頻系統(tǒng)的傅里葉通道搬頻器示意圖；

圖8為本發(fā)明實(shí)施例中的傅里葉通道搬頻器中的支路搬頻器的示意圖；

圖9為本發(fā)明實(shí)施例中的對圖8進(jìn)行多相分解后的示意圖；

圖10為本發(fā)明實(shí)施例中的對圖9根據(jù)Noble恒等式進(jìn)行變換后的示意圖；

圖11為本發(fā)明實(shí)施例中圖10中的復(fù)數(shù)調(diào)制器和多相濾波器的示意圖；

圖12為本發(fā)明實(shí)施例中利用離散傅里葉逆變換后的圖7所示的傅里葉通道搬頻器的示意圖；

圖13為本發(fā)明實(shí)施例中的多通道數(shù)字上變頻方法的示例性流程圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的實(shí)施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

這里將詳細(xì)地對示例性實(shí)施例進(jìn)行說明，其示例表示在附圖中。下面的描述涉及附圖時(shí)，除非另有表示，不同附圖中的相同數(shù)字表示相同或相似的要素。以下示例性實(shí)施例中所描述的實(shí)施方式并不代表與本發(fā)明相一致的所有實(shí)施方式。相反，它們僅是與如所附權(quán)利要求書中所詳述的、本發(fā)明的一些方面相一致的裝置和方法的例子。

基于現(xiàn)有數(shù)字上變頻系統(tǒng)中存在耗費(fèi)較多的硬件資源的問題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種多通道數(shù)字上變頻系統(tǒng)，本發(fā)明提供的多通道數(shù)字上變頻系統(tǒng)基于傅里葉逆變換實(shí)現(xiàn)上變頻，用于節(jié)約硬件資源。當(dāng)然，為了提高上變頻的效率，傅里葉逆變換可以采用離散快速傅里葉逆變換。以下對本發(fā)明實(shí)施例提供的多通道數(shù)字上變頻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理進(jìn)行詳細(xì)說明。

首先，需要再次明確的是待變頻信號的目標(biāo)頻點(diǎn)，是待變頻信號經(jīng)過圖1所示系統(tǒng)的第一級內(nèi)插濾波器和復(fù)數(shù)調(diào)制器后的中心頻率；而待變頻信號的最終目標(biāo)頻點(diǎn)是待變頻信號經(jīng)過圖1所示系統(tǒng)的第二級正交調(diào)制器后的中心頻率。故此，目標(biāo)頻點(diǎn)和最終目標(biāo)頻點(diǎn)是不同的概念。例如對于信號I，該信號的最終目標(biāo)頻點(diǎn)為f_i，那么該信號的目標(biāo)頻點(diǎn)為(f_i-f₀)。

在本發(fā)明實(shí)施例提供的多通道數(shù)字上變頻系統(tǒng)中，最后一個(gè)對待變頻信號進(jìn)行處理的模塊是實(shí)調(diào)制信號獲取模塊，該模塊的功能等同于圖1所示系統(tǒng)中的第二級內(nèi)插濾波器和第二級正交調(diào)制器。故此，在本發(fā)明實(shí)施例中，與圖1所示系統(tǒng)不同的是，本發(fā)明實(shí)施例只能夠通過傅里葉逆變換使待變頻信號的中心頻率到達(dá)目標(biāo)頻點(diǎn)。

而在實(shí)際應(yīng)用中，傅里葉逆變換并不能將待變頻信號搬頻至任意頻點(diǎn)，故 此，若要實(shí)現(xiàn)采用傅里葉逆變換的方法進(jìn)行上變頻，那么首先需要對待變頻信號的中心頻率進(jìn)行預(yù)處理，以便于對該待變頻信號經(jīng)過離散傅里葉逆變換后，能夠準(zhǔn)確的達(dá)到對應(yīng)的目標(biāo)頻點(diǎn)。

基于上述的構(gòu)思，本發(fā)明提供的多通道數(shù)字上變頻系統(tǒng)的示意圖如圖2所示，該系統(tǒng)包括預(yù)處理模塊201，傅里葉搬頻模塊202、合路模塊203和實(shí)調(diào)制信號獲取模塊204，其中：

所述預(yù)處理模塊201，用于將每一路待變頻信號的中心頻率搬頻至該路待變頻信號對應(yīng)的預(yù)設(shè)頻點(diǎn)，并將處理后的信號輸出給所述傅里葉搬頻模塊，其中，預(yù)設(shè)頻點(diǎn)滿足如下條件：中心頻率處于預(yù)設(shè)頻點(diǎn)的一路信號經(jīng)傅里葉逆變換后，該路信號的中心頻率上變頻為該路信號對應(yīng)的目標(biāo)頻點(diǎn)；

所述傅里葉搬頻模塊202，用于將中心頻率處于預(yù)設(shè)頻點(diǎn)的各路信號同時(shí)進(jìn)行傅里葉逆變換，以將各路信號的中心頻率搬頻至對應(yīng)的目標(biāo)頻點(diǎn)；以及，將處理后的各路信號輸出給所述合路模塊；

所述合路模塊203，用于將所述傅里葉搬頻模塊發(fā)送來的各路信號進(jìn)行一次內(nèi)插濾波后進(jìn)行合路，并將合路后的信號輸出給所述實(shí)調(diào)制信號獲取模塊；

所述實(shí)調(diào)制信號獲取模塊204，用于對所述合路后的信號進(jìn)行二次內(nèi)插濾波后，再進(jìn)行正交調(diào)制，并輸出實(shí)調(diào)制信號。

為便于理解本發(fā)明實(shí)施例提供的多通道數(shù)字上變頻系統(tǒng)，下面進(jìn)行詳細(xì)說明。

1)、對于預(yù)處理模塊201：

其中，在一個(gè)實(shí)施例中，如圖3所示，所述預(yù)處理模塊，具體包括：

初級復(fù)數(shù)調(diào)制器205、通道選擇器206和預(yù)處理器207，其中：

所述初級復(fù)數(shù)調(diào)制器205，用于針對每一路待變頻信號，根據(jù)公式(1)，將該路待變頻信號的中心頻率搬頻至該路待變頻信號對應(yīng)的一級變頻頻率，然后將處理結(jié)果輸出給通道選擇器；

f_i'＝(f_i-f₀)-l_i·Δf (1)

在公式(1)中:

l_i＝round((f_i-f₀)/Δf)；

$\mathrm{\Δf}=\underset{i,j}{\min }\left(\right|f_i-f_j\left|\right),i\≠\mathrm{j\; i},j=\mathrm{1,2},...,M;$

其中，i表示第i路信號；f_i表示該路信號經(jīng)過上變頻系統(tǒng)后的最終目標(biāo)頻點(diǎn)；(f_i-f₀)表示目標(biāo)頻點(diǎn)；round表示取整操作；M表示待變頻信號的總路數(shù)；Δf表示所有待變頻信號的最終目標(biāo)頻點(diǎn)之間的最小頻率差的絕對值；N表示擴(kuò)充后的總路數(shù)。

其中，其中f₀的取值無特別約束，但出于節(jié)省資源和降低成本的考慮，f₀的取值需位于f₀'的附近，其中f₀'的求解公式如公式(2)：

$f_0^{\′}=\underset{i}{\min }\left(f_i\right)+\underset{i,j}{\max }\left(\right|f_i-f_j\left|\right)/2,i\≠\mathrm{j\; i},j=\mathrm{1,2},...,M---\left(2\right)$

在公式(2)中，i表示第i路信號；j表示第j路信號；f_i表示第i路信號經(jīng)過上變頻系統(tǒng)后的最終目標(biāo)頻點(diǎn)；f_j表示第j路信號經(jīng)過上變頻系統(tǒng)后的最終目標(biāo)頻點(diǎn)；M表示待變頻信號的總路數(shù)。

較佳的，多路待變頻信號可以經(jīng)過并串轉(zhuǎn)換后共用一個(gè)初級復(fù)數(shù)調(diào)制器。由一個(gè)初級復(fù)數(shù)調(diào)制器將各路待變頻信號的中心頻率搬頻至該路待變頻信號對應(yīng)的一級變頻頻率，這樣相對于現(xiàn)有技術(shù)中每一路信號對應(yīng)一個(gè)第一級內(nèi)插濾波器和復(fù)數(shù)調(diào)制器，能夠?qū)崿F(xiàn)初級復(fù)數(shù)調(diào)制器的復(fù)用，從而進(jìn)一步節(jié)約硬件資源。

當(dāng)然，本發(fā)明實(shí)施例中，也可以每一路信號對應(yīng)一個(gè)初級復(fù)數(shù)調(diào)制器，因?yàn)榇冾l信號經(jīng)過初級復(fù)數(shù)調(diào)制器的中心頻率為一級變頻頻率，該頻率小于該路待變頻信號的目標(biāo)頻率，故此，初級復(fù)數(shù)調(diào)制器根據(jù)公式(1)進(jìn)行搬頻所需的硬件資源消耗要遠(yuǎn)小于現(xiàn)有技術(shù)中的第一級內(nèi)插濾波器和復(fù)數(shù)調(diào)制器的硬件資源消耗。

所述通道選擇器206，用于為所述初級復(fù)數(shù)調(diào)制器發(fā)送來的每一路信號選 擇輸出通道，并當(dāng)所述待變頻信號的總路數(shù)不為2的冪次方時(shí)，用至少一路0信號將所述待變頻信號的總路數(shù)擴(kuò)充為2的冪次方，然后將擴(kuò)充路數(shù)后的信號一一對應(yīng)地輸出給每一個(gè)預(yù)處理器；

其中，較佳的，擴(kuò)充后的路數(shù)為與待變頻信號的總路數(shù)的差值最小的路數(shù)。例如，待變頻信號的總路數(shù)為3，則擴(kuò)充后的總路數(shù)為4；待變頻信號的總路數(shù)為5，則擴(kuò)充后的總路數(shù)為8；待變頻信號的總路數(shù)為7，則擴(kuò)充后的總路數(shù)也為8，以此類推。

其中，假若待變頻信號的總路數(shù)為M，擴(kuò)充路數(shù)后的總路數(shù)為N，那么其中M個(gè)通過的輸出信號與輸入的M個(gè)通道的信號相同，而其余N-M個(gè)通道的輸出信號則為0。

其中，在一個(gè)實(shí)施例中，所述通道選擇器206用于根據(jù)以下方法為所述初級復(fù)數(shù)調(diào)制器發(fā)送來的每一路信號選擇輸出通道：

首先，根據(jù)公式(2)令第k+1個(gè)通道輸出第i路信號：

k＝(l_i+N)modN (3)

其中，在公式(3)中：

l_i＝round((f_i-f₀)/Δf)

$B=\max (-2\underset{i}{\min }\left(l_i\right),2\underset{i}{\max }\left(l_i\right)+2),i=\mathrm{1,2},...,M;$

其中，i表示第i路信號；f_i表示該路信號經(jīng)過上變頻系統(tǒng)后的最終目標(biāo)頻點(diǎn)；(f_i-f₀)表示目標(biāo)頻點(diǎn)；round表示取整操作；M表示待變頻信號的總路數(shù)；Δf表示所有待變頻信號的最終目標(biāo)頻點(diǎn)之間的最小頻率差的絕對值；N表示擴(kuò)充后的總路數(shù)。

所述預(yù)處理器207，用于將對應(yīng)的一路信號的中心頻率搬頻至該路信號對應(yīng)的預(yù)設(shè)頻點(diǎn)。

其中，在一個(gè)實(shí)施例中，預(yù)處理器的結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示，所述預(yù)處理器207用于根據(jù)以下方法將對應(yīng)的一路信號的中心頻率搬頻至該路信號對應(yīng)的 預(yù)設(shè)頻點(diǎn)：第(k+1)個(gè)預(yù)處理器用于完成對輸入信號乘以的計(jì)算，其中，θ_k＝2πk/N,k＝0,1,…,N-1，L＝N/D，D為N的正約數(shù)、且D的取值需保證輸入信號的采樣率滿足奈奎斯特采樣定理；N表示擴(kuò)充后的總路數(shù)。

2)、對于傅里葉搬頻模塊202；

該模塊可用采用離散快速傅里葉逆變換算法對待變頻信號進(jìn)行搬頻處理。較佳的，為進(jìn)一步提高搬頻效率，采用離散快速傅里葉逆變換算法時(shí)，計(jì)算結(jié)果可以不除以離散快速傅里葉逆變換公式中的比例因子。

3)、對于合路模塊203：

信號進(jìn)行內(nèi)插采樣后會(huì)產(chǎn)生鏡像成分，為實(shí)現(xiàn)對該鏡像成分的濾波，可以采用多相濾波技術(shù)，通過至少兩個(gè)多相濾波器完成對鏡像成分的濾波。故此，如圖2所示，所述合路模塊203，具體可包括：

多相濾波器組208，分配器209、延遲相加器210和換向開關(guān)211，其中:

所述多相濾波器組208，包括至少一個(gè)多相濾波器，且每一個(gè)多相濾波器與所述傅里葉變換模塊發(fā)送來的一路信號一一對應(yīng)；其中，每一個(gè)多相濾波器對對應(yīng)的一路信號進(jìn)行濾波，并將濾波后的信號輸出給所述分配器；

所述分配器209，用于將所述多相濾波器組發(fā)送來的信號分配給預(yù)設(shè)數(shù)量的所述延遲相加器；

所述延遲相加器210，用于對所述分配器分配來的至少一路信號進(jìn)行延遲后再合路，并將合路后的信號輸出給所述換向開關(guān)；

所述換向開關(guān)211，用于對各延遲相加器發(fā)送來的信號進(jìn)行并串轉(zhuǎn)換后輸出給所述實(shí)調(diào)制信號獲取模塊204。

下面對合理模塊203進(jìn)行詳細(xì)說明：

A、關(guān)于多相濾波器208：

其中，擴(kuò)充后的N路信號，送入N個(gè)多相濾波器中進(jìn)行濾波處理，第(m+1)個(gè)多相濾波器的傳遞函數(shù)如公式(4)所示：

$H_m\left(z^D\right)=\underset{r=0}{\overset{\mathrm{\τ}-1}{\mathrm{\Σ}}}h(m+\mathrm{rN})\·z^{-\mathrm{rD}},m=\mathrm{0,1},...,N-1---\left(4\right)$

在公式(4)中，

其中h(m+rN)，記為h(n)為低通濾波器的沖激響應(yīng)，此低通濾波器的傳遞函數(shù)為：$H\left(z\right)=\underset{n=0}{\overset{N_{\mathrm{LP}}-1}{\mathrm{\Σ}}}h\left(n\right)\·z^{-n}.$

其中，在公式(4)中，N_LP為低通濾波器的階數(shù)；N表示擴(kuò)充后的總路數(shù)；D為N的正約數(shù)、且D的取值需保證輸入信號的采樣率滿足奈奎斯特采樣定理；z表示Z變換。

B、關(guān)于分配器209：

當(dāng)延遲相加器的預(yù)設(shè)數(shù)量為L時(shí)，分配器則將輸入的N個(gè)信號分配給L個(gè)延遲相加器。分配規(guī)則如下：假定分配器輸入的N個(gè)信號為a₀,a₁,…,a_N-1，則發(fā)送給延遲相加器1的D個(gè)信號為a₀,a_L,…,a_(D-1)L，發(fā)送給延遲相加器2的D個(gè)信號為a₁,a_L+1,…,a_(D-1)L+1，依此類推，發(fā)送給延遲相加器L的D個(gè)信號為a_L-1,a_2L-1,…,a_N-1。

C、關(guān)于延遲相加器210：

一個(gè)延遲相加器的結(jié)構(gòu)示意圖如圖5所示。每個(gè)延遲相加器對輸入的D個(gè)信號依照延遲規(guī)則進(jìn)行延遲，然后合路相加。其中，延遲規(guī)則為：第一路輸入信號不延遲，；第二路輸入信號延遲1個(gè)時(shí)間單位；第三路輸入信號延遲2個(gè)時(shí)間單位；依次類推，第D路輸入信號延遲D-1個(gè)時(shí)間單位。在圖5中，z^-1表示延遲1個(gè)時(shí)間單位，z^-2表示延遲2個(gè)時(shí)間單位，z^-(D-1)表示延遲(D-1)個(gè)時(shí)間單位。

3)、實(shí)調(diào)制信號獲取模塊204：

如圖3所示，實(shí)調(diào)制信號獲取模塊204包括第三級內(nèi)插濾波器212、第三 級正交調(diào)制器213，其中；

第三級內(nèi)插濾波器212，用于對合路后的信號進(jìn)行二次內(nèi)插濾波；

第三級正交調(diào)制器213，用于對第三級內(nèi)插濾波器212進(jìn)行處理后的信號進(jìn)行正交調(diào)制，以獲取最終的實(shí)調(diào)制信號。

綜上，本發(fā)明實(shí)施例提供的多通道數(shù)字上變頻系統(tǒng)，通過采用傅里葉逆變換實(shí)現(xiàn)對待變頻信號的頻譜搬移，從而相對現(xiàn)有技術(shù)能夠節(jié)約硬件資源。

為便于進(jìn)一步理解本發(fā)明實(shí)施例提供的多通道數(shù)字上變頻系統(tǒng)，下面以采用復(fù)用初級復(fù)數(shù)調(diào)制器為例，對該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理進(jìn)行說明：

如圖6所示，為本發(fā)明實(shí)施例提供的多通道數(shù)字上變頻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，按照處理待變頻信號的先后順序，該系統(tǒng)依次包括并串轉(zhuǎn)換器601、初級復(fù)數(shù)調(diào)制器602(即圖3中的初級復(fù)數(shù)調(diào)制器)、通道選擇器603(即圖3中的通道選擇器206)、傅里葉通道搬頻器604(其集成圖3中的預(yù)處理至轉(zhuǎn)換開關(guān)之間的各模塊)、第三級內(nèi)插濾波器605(即圖3中的第三級內(nèi)插濾波器212)、第三級正交調(diào)制器606(即圖3中的第三級正交調(diào)制器213)。基于上面的闡述，這里僅對傅里葉通道搬頻器604進(jìn)行說明即可：

傅里葉通道搬頻器604的結(jié)構(gòu)示意圖如圖7所示：經(jīng)通道選擇器后，有N路信號輸出給傅里葉通道搬頻器。故此，可以理解為傅里葉通道搬頻器由N個(gè)支路搬頻器組成，N個(gè)支路搬頻器輸出的N路信號經(jīng)疊加后形成信號f(n)，輸出給第第三級內(nèi)插濾波器605。

如圖8所示，為一個(gè)支路搬頻器的結(jié)構(gòu)示意圖，在圖8中，H(Z)表示L倍內(nèi)插濾波的傳遞函數(shù)。

通過多相分解，圖8中的所示的結(jié)構(gòu)等同于圖9中所示的結(jié)構(gòu)。在圖9中，預(yù)處理器即圖3中的預(yù)處理器。

根據(jù)多速率數(shù)字信號處理理論中的Noble恒等式(Noble identities)，將圖9中的L倍增采樣模塊向右移至虛線所在位置(即濾波和延遲之間)，則可得到如圖10中所示的結(jié)構(gòu)框圖，其中的復(fù)數(shù)調(diào)制器和多相濾波器結(jié)構(gòu)示意圖如 圖11所示。圖10中的多相濾波器即圖3中的多相濾波器。

將圖7中的N個(gè)支路搬頻器均用圖9中所示的多相分解結(jié)構(gòu)進(jìn)行替換，并利用線性系統(tǒng)的線性疊加原理，將圖7中的合路相加器左移至多相分解結(jié)構(gòu)中的復(fù)數(shù)調(diào)制器和多相濾波器分支的中間，則可以得到傅里葉通道搬頻器的另一種結(jié)構(gòu)框圖，即圖12中所示的結(jié)構(gòu)示意圖。在圖12所示的結(jié)構(gòu)中，用離散傅里葉逆變換模塊取代了其中等價(jià)的計(jì)算過程。對于離散傅里葉逆變換，則可用公知的離散快速傅里葉逆變換算法進(jìn)行快速計(jì)算，從而減少計(jì)算量，降低資源消耗及硬件成本。至此，對于本發(fā)明實(shí)施例提供的系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理已經(jīng)闡明。

實(shí)施例二

基于相同的發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種多通道數(shù)字上變頻方法，如圖13所示，該方法包括以下步驟：

步驟1301：將每一路待變頻信號的中心頻率搬頻至該路待變頻信號對應(yīng)的預(yù)設(shè)頻點(diǎn)，其中，預(yù)設(shè)頻點(diǎn)滿足如下條件：中心頻率處于預(yù)設(shè)頻點(diǎn)的一路信號經(jīng)傅里葉逆變換后，該路信號的中心頻率上變頻為該路信號對應(yīng)的目標(biāo)頻點(diǎn)。

步驟1302：將中心頻率處于預(yù)設(shè)頻點(diǎn)的各路信號同時(shí)進(jìn)行傅里葉逆變換，以將各路信號的中心頻率搬頻至對應(yīng)的目標(biāo)頻點(diǎn)。

步驟1303：將搬頻至對應(yīng)的目標(biāo)頻點(diǎn)的各路信號進(jìn)行一次內(nèi)插濾波后進(jìn)行合路。

步驟1304：對所述合路后的信號進(jìn)行二次內(nèi)插濾波后，再進(jìn)行正交調(diào)制，并輸出實(shí)調(diào)制信號。

其中，在一個(gè)實(shí)施例中，步驟1301具體包括以下步驟：

步驟A1：針對每一路待變頻信號，根據(jù)以下公式，將該路待變頻信號的中心頻率搬頻至該路待變頻信號對應(yīng)的一級變頻頻率；

f_i'＝(f_i-f₀)-l_i·Δf，

在上式中:

l_i＝round((f_i-f₀)/Δf)；

$\mathrm{\Δf}=\underset{i,j}{\min }\left(\right|f_i-f_j\left|\right),i\≠\mathrm{j\; i},j=\mathrm{1,2},...,M;$

其中，i表示第i路信號；f_i'表示第i路信號的一級變頻頻率；f_i表示該路信號經(jīng)過上變頻方法后的最終目標(biāo)頻點(diǎn)；(f_i-f₀)表示目標(biāo)頻點(diǎn)；round表示取整操作；M表示待變頻信號的總路數(shù)；Δf表示所有待變頻信號的最終目標(biāo)頻點(diǎn)之間的最小頻率差的絕對值；

步驟A2：為上變頻為對應(yīng)的一級變頻頻率的每一路信號選擇輸出通道，并當(dāng)所述待變頻信號的總路數(shù)不為2的冪次方時(shí)，用至少一路0信號將所述待變頻信號的總路數(shù)擴(kuò)充為2的冪次方；

步驟A3：將擴(kuò)充總路數(shù)后的每一路信號的中心頻率搬頻至該路信號對應(yīng)的預(yù)設(shè)頻點(diǎn)。

其中，在一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)以下方法為上變頻為對應(yīng)的一級變頻頻率的每一路信號選擇輸出通道：

首先，根據(jù)以下公式令第k+1個(gè)通道輸出第i路信號：

k＝(l_i+N)modN，

其中，在上式中：

l_i＝round((f_i-f₀)/Δf)

$B=\max (-2\underset{i}{\min }\left(l_i\right),2\underset{i}{\max }\left(l_i\right)+2),i=\mathrm{1,2},...,M;$

其中，i表示第i路信號；f_i表示該路信號經(jīng)過上變頻方法后的最終目標(biāo)頻點(diǎn)；(f_i-f₀)表示目標(biāo)頻點(diǎn)；round表示取整操作；M表示待變頻信號的總路數(shù)；Δf表示所有待變頻信號的最終目標(biāo)頻點(diǎn)之間的最小頻率差的絕對值；N表示擴(kuò)充后的總路數(shù)。

其中，在一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)以下方法將擴(kuò)充總路數(shù)后的每一路信號的中心頻率搬頻至該路信號對應(yīng)的預(yù)設(shè)頻點(diǎn)：

第(k+1)個(gè)預(yù)處理器用于完成對輸入信號乘以的計(jì)算，其中， θ_k＝2πk/N,k＝0,1,…,N-1，L＝N/D，D為N的正約數(shù)、且D的取值需保證輸入信號的采樣率滿足奈奎斯特采樣定理，N表示擴(kuò)充后的總路數(shù)

其中，在一個(gè)實(shí)施例中，步驟1303具體包括以下步驟：

步驟B1：對每一路信號進(jìn)行濾波；

步驟B2：將每一路濾波后的信號分為預(yù)設(shè)數(shù)量的分組；

步驟B3：對每一分組的信號進(jìn)行延遲后再合路；

步驟B4：對合路后的信號進(jìn)行并串轉(zhuǎn)換并輸出以提取實(shí)調(diào)制信號。

關(guān)于上述實(shí)施例中的各方法，其中各方法步驟的執(zhí)行操作的具體方式已經(jīng)在有關(guān)該系統(tǒng)的實(shí)施例中進(jìn)行了詳細(xì)描述，此處將不做詳細(xì)闡述說明。

本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng)明白，本發(fā)明的實(shí)施例可提供為方法、系統(tǒng)、或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。因此，本發(fā)明可采用完全硬件實(shí)施例、完全軟件實(shí)施例、或結(jié)合軟件和硬件方面的實(shí)施例的形式。而且，本發(fā)明可采用在一個(gè)或多個(gè)其中包含有計(jì)算機(jī)可用程序代碼的計(jì)算機(jī)可用存儲介質(zhì)(包括但不限于磁盤存儲器、CD-ROM、光學(xué)存儲器等)上實(shí)施的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式。

本發(fā)明是參照根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法、設(shè)備(系統(tǒng))、和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的流程圖和/或方框圖來描述的。應(yīng)理解可由計(jì)算機(jī)程序指令實(shí)現(xiàn)流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結(jié)合。可提供這些計(jì)算機(jī)程序指令到通用計(jì)算機(jī)、專用計(jì)算機(jī)、嵌入式處理機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器以產(chǎn)生一個(gè)機(jī)器，使得通過計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器執(zhí)行的指令產(chǎn)生用于實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能的裝置。

這些計(jì)算機(jī)程序指令也可存儲在能引導(dǎo)計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備以特定方式工作的計(jì)算機(jī)可讀存儲器中，使得存儲在該計(jì)算機(jī)可讀存儲器中的指令產(chǎn)生包括指令裝置的制造品，該指令裝置實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能。

這些計(jì)算機(jī)程序指令也可裝載到計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備上，使 得在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行一系列操作步驟以產(chǎn)生計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的處理，從而在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行的指令提供用于實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能的步驟。

盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實(shí)施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實(shí)施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。