專利名稱：分?jǐn)?shù)倍采樣率變換的并行實(shí)現(xiàn)方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字信號(hào)傳輸技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于多相濾波的分?jǐn)?shù)倍采樣率 變換的并行實(shí)現(xiàn)方法及其裝置。
背景技術(shù)：
在全數(shù)字接收機(jī)中對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行采樣時(shí)，很多情況下采樣率并非符號(hào)速率的整 數(shù)倍，而解調(diào)器的定時(shí)同步等模塊一般要求輸入數(shù)據(jù)率為符號(hào)率的整數(shù)倍，這需要對(duì)采樣 率進(jìn)行分?jǐn)?shù)倍變換，使采樣率變?yōu)榉?hào)速率的整數(shù)倍。分?jǐn)?shù)倍采樣率變換的基本操作包括 內(nèi)插和抽取。假定采樣后序列x(n)的頻率為期望的整數(shù)倍符號(hào)速率的序列y(η)的頻 率為f^fi/f。= I/D(D與I互為質(zhì)數(shù))，則內(nèi)插倍數(shù)和抽取倍數(shù)分別為I和D。在進(jìn)行I倍 內(nèi)插后，為了消除基帶頻譜的高頻鏡像，需要進(jìn)行低通濾波，濾波器通帶帶寬應(yīng)不大于五丨 I。同理，在進(jìn)行D倍抽取前，為了防止頻譜混疊，正確恢復(fù)原信號(hào)，必須將信號(hào)頻譜限制在 歸一化頻率η/D之內(nèi)。用于內(nèi)插和抽取的兩個(gè)濾波器為級(jí)聯(lián)濾波，有相同的工作時(shí)鐘頻 率，因此可以合并成一個(gè)濾波器，通帶帶寬為min{> /1，π /D}。如

圖1所示為現(xiàn)有的分?jǐn)?shù)倍采樣率變換的工作原理示意圖，其中fs = Ifi = Df0, 濾波器H(ejw)工作在時(shí)鐘fs下。對(duì)于寬帶信號(hào)，&高達(dá)IOOMHz量級(jí)，fs則高達(dá)IGHz量 級(jí)，如此高的處理速率使得器件難以數(shù)字實(shí)現(xiàn)。通常采用多相濾波技術(shù)(例如多相濾波器) 將一個(gè)完整的濾波器劃分成為幾個(gè)子濾波器分別處理，由此可以極好地降低濾波器的工作 頻率。多相濾波器可以與抽取過(guò)程結(jié)合起來(lái)，也可以與內(nèi)插結(jié)合起來(lái)處理。如圖2所示為基于抽取端多相濾波器的分?jǐn)?shù)倍采樣率變換結(jié)構(gòu)示意圖。其中，濾 波器(低通濾波器常采用^R結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn))的階數(shù)N應(yīng)為抽取倍數(shù)D的整數(shù)倍。設(shè)定N = QD，若內(nèi)插后的序列為s (η)，多項(xiàng)濾波之后、抽取之前的序列為ζ (η)，則
權(quán)利要求
1.一種分?jǐn)?shù)倍采樣率變換的并行實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟51將待變換數(shù)據(jù)序列χ (η)以D路為一組，記為X (0)，X (1)，...，X (D-I)，按頻率f./D 輸入具有信道標(biāo)記的D個(gè)濾波信道中，其中每一所述濾波信道包括I個(gè)子信道；52對(duì)于每組數(shù)據(jù)，由所述D個(gè)濾波信道獲得IXD路待運(yùn)算數(shù)據(jù)；53根據(jù)第一預(yù)置規(guī)則，由所述IXD路待運(yùn)算數(shù)據(jù)中抽取具有固定位置的I路數(shù)據(jù)執(zhí) 行卷積運(yùn)算，獲得頻率分別為f。/I的I路輸出數(shù)據(jù)y (0)，y⑴，…，y (I-I)；其中，f。/fi = I/D為分?jǐn)?shù)倍采樣率變換倍數(shù)，I和D互為質(zhì)數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的分?jǐn)?shù)倍采樣率變換的并行實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，當(dāng)所述待變 換數(shù)據(jù)為單路串行輸入時(shí)，步驟Sl包括對(duì)輸入數(shù)據(jù)序列X(n)進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換處理，獲得頻 率分別為VD的D路并行數(shù)據(jù)χ(0), χ(1),..., χ (D-I)。
3.如權(quán)利要求2所述的分?jǐn)?shù)倍采樣率變換的并行實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，且所述方 法在步驟S3之后還包括當(dāng)要求輸出數(shù)據(jù)為單路串行時(shí)，對(duì)所述I路輸出數(shù)據(jù)y(0)， y(l)，...，y (I-I)進(jìn)行并串轉(zhuǎn)換處理，輸出頻率為f。的串行數(shù)據(jù)序列y (η)。
4.如權(quán)利要求1所述的分?jǐn)?shù)倍采樣率變換的并行實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，步驟S2中， 所述第一預(yù)置規(guī)則包括在抽取的I路有效數(shù)據(jù)中，與第i路數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的子信道的標(biāo)記 γ⑴=(iXD+v)%I，且所對(duì)應(yīng)的待運(yùn)算數(shù)據(jù)最高位標(biāo)號(hào)沖)=⑷xD + v)//」淇中，ν為抽 取的第一路數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的子信道的標(biāo)記。
5.一種分?jǐn)?shù)倍采樣率變換的并行實(shí)現(xiàn)裝置，其特征在于，所述裝置包括信號(hào)輸入單元，用于將頻率為fi的待變換數(shù)據(jù)序列x(n)以D路數(shù)據(jù)為一組輸出給所 述移位寄存器；移位寄存器，用于為所述信號(hào)輸入單元輸出的數(shù)據(jù)提供至少D+Q-1個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)位；以及，D個(gè)多相濾波器，每個(gè)多相濾波器包括I個(gè)子濾波器，所述D個(gè)多項(xiàng)濾波器并行工作，從 所述移位寄存器處每次提取D+Q-1位數(shù)據(jù)，并對(duì)每一所述多項(xiàng)濾波器的I個(gè)子濾波器輸入 相同的Q位數(shù)據(jù)，生成I X D路待運(yùn)算數(shù)據(jù)，并根據(jù)第二預(yù)置規(guī)則，由所述待運(yùn)算數(shù)據(jù)中抽取 具有固定位置的I路有效數(shù)據(jù)執(zhí)行卷積運(yùn)算，獲得I路輸出數(shù)據(jù)y (0)，y (1)，...，y (I-I)；其中，f。/fi = I/D為分?jǐn)?shù)倍采樣率變換倍數(shù)，I和D互為質(zhì)數(shù)；濾波器階數(shù)N = QI，其 中Q為每一子濾波器的系數(shù)的個(gè)數(shù)；子濾波器的系數(shù)為N階濾波器的系數(shù)以I為間隔抽取， 不同的子濾波器抽取的起始位不同。
6.如權(quán)利要求5所示的分?jǐn)?shù)倍采樣率變換的并行實(shí)現(xiàn)裝置，其特征在于，所述信號(hào)輸 入單元包括串并轉(zhuǎn)換器，用于將單路數(shù)據(jù)序列x(n)轉(zhuǎn)換為D路并行數(shù)據(jù)x(O)，X(I)，...， x(D-l)。
7.如權(quán)利要求6所示的分?jǐn)?shù)倍采樣率變換的并行實(shí)現(xiàn)裝置，其特征在于，所述裝置還 包括并串轉(zhuǎn)換器，用于將所述I路輸出數(shù)據(jù)y(0)，y(l)，...，y(I_l)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)序列 y (η) 。
8.如權(quán)利要求5所示的分?jǐn)?shù)倍采樣率變換的并行實(shí)現(xiàn)裝置，其特征在于，所述第二預(yù) 置規(guī)則包括在抽取的I路有效數(shù)據(jù)中，與第i路數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的子濾波器的相數(shù)標(biāo)記Y(i) =(iXD+v)% I，且所對(duì)應(yīng)的待運(yùn)算數(shù)據(jù)最高位標(biāo)號(hào)c(i) = L(ixI + v)//」淇中，ν為抽取的第一路數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的子濾波器的相數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種分?jǐn)?shù)倍采樣率變換的并行實(shí)現(xiàn)方法，所述方法包括以下步驟S1將待變換數(shù)據(jù)序列x(n)以D路為一組，記為x(0)，x(1)，...，x(D-1)，按頻率fi/D輸入具有信道標(biāo)記的D個(gè)濾波信道中，其中每一所述濾波信道包括I個(gè)子信道；S2對(duì)于每組數(shù)據(jù)，由所述D個(gè)濾波信道獲得I×D路待運(yùn)算數(shù)據(jù)；S3根據(jù)第一預(yù)置規(guī)則，由所述I×D路待運(yùn)算數(shù)據(jù)中抽取具有固定位置的I路數(shù)據(jù)執(zhí)行卷積運(yùn)算，獲得頻率分別為fo/I的I路輸出數(shù)據(jù)y(0)，y(1)，...，y(I-1)；其中，fo/fi＝I/D為分?jǐn)?shù)倍采樣率變換倍數(shù)，I和D互為質(zhì)數(shù)。本發(fā)明的方法能將基于多相濾波的分?jǐn)?shù)倍采樣率變換的運(yùn)算速率降低到fi或fo以下，而且能適用于寬帶通信系統(tǒng)中的多路并行傳輸，對(duì)于串行數(shù)據(jù)只需進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換之后再處理。
文檔編號(hào)H03H17/02GK102064797SQ20101054438
公開日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2010年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月12日
發(fā)明者張昌明, 曾烈光, 肖振宇, 蘇厲, 金德鵬 申請(qǐng)人:清華大學(xué)