CN101242382A - 低复杂度数字中频数据接收方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低复杂度数字中频数据接收方法，在对中频数据在A/D采样端用4倍基带采样率进行采样并分离为I路和Q路两路数据之后，将I路数据先延时m拍，然后进行4倍下采样，得到基带的I路数据，并将其单倍速输出；将Q路数据先进行2倍下采样，然后再乘以(－1)p，之后对数据进行滤波，使得只有所需的基带频率信号可以通过，同时对于每两个输入的采样点对应输出一个点的数据，在滤波的同时将两倍速的数据降到单倍速，提取出所需的Q路数据，并将其单倍速输出。本发明最大化的利用了硬件电路和4倍速采样的特点，优化掉了其中无效的计算过程，在基带速率下平均每个实样点只要做一个固定系数的乘法，大大降低了功耗和复杂度。
Description
技术领域
本发明涉及一种数据接收方法，尤其是一种低复杂度数字中频数据接收方法。
背景技术
在无线信号的接收过程中，经常采用数字中频数据接收的方案，即用数字设计的方法来实现信号频率从中频到基带的转换。目前，常用的数字中频实现方案有三种，第一种为NCO(数控振荡器)方案，即分别产生一组正交的弦波信号用作数字混频，其优点是准确灵活，但是计算量大，NCO的实现需要乘法器和较大的ROM存储来支持。第二种方案是第一种方案的改进，如图1所示，在A/D采样端用4倍基带采样率进行采样，这样数字NCO工作在4倍频的情况下，其输出就可以简化为{1，0，-1，0....}，从而大大简化电路复杂度。而第三种方案则称为Δ-∑调制，对于窄带信号作中频采样，在数字端形成I/Q数据，可以很好的解决I/Q匹配问题。
上述第二种方法可参见图1所示，其中中频数据可以表示为Icos(ωIFt)-Qsin(ωIFt)，其中ωIF为中频的角频率，t为时间，在对该中频数据在A/D采样端用4倍基带采样率进行采样并分离为I路和Q路两路数据之后，将I路数据乘以cos(ωIFnT4x)，T4x为采样周期，之后通过一个滤波器进行滤波，然后4倍下采样得到I路数据，并将其单倍速输出；同时将Q路数据乘以-sin(ωIFnT4x)，之后通过另一滤波器进行滤波，然后4倍下采样得到Q路数据，并将其单倍速输出。这种方法在实际使用的过程中，仍旧存在计算量较大，浪费资源的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种低复杂度数字中频数据接收方法，能够在保证功能正确的同时，大大优化接收数据的相关步骤，降低设计复杂度，并且减少所需资源。
为解决上述技术问题，本发明低复杂度数字中频数据接收方法的技术方案是，在对中频数据在A/D采样端用4倍基带采样率进行采样并分离为I路和Q路两路数据之后，
将I路数据先延时m拍，然后进行4倍下采样，得到基带的I路数据，并将其单倍速输出；
将Q路数据先进行2倍下采样，然后再乘以(-1)p，之后对数据进行滤波，使得只有所需的基带频率信号可以通过，同时对于每两个输入的采样点对应输出一个点的数据，在滤波的同时将两倍速的数据降到单倍速，提取出所需的Q路数据，并将其单倍速输出。
本发明最大化的利用了硬件电路和4倍速采样的特点，优化掉了其中无效的计算过程，在基带速率下平均每个实样点只要做一个固定系数的乘法，大大降低了功耗和复杂度。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明：
图1为现有的数字中频数据接收方法的示意图；
图2为本发明低复杂度数字中频数据接收方法的示意图；
图3为本发明低复杂度数字中频数据接收方法所用的滤波方法的示意图。
具体实施方式
本发明低复杂度数字中频数据接收方法可参见图2所示，在对中频数据在A/D采样端用4倍基带采样率进行采样并分离为I路和Q路两路数据之后，
将I路数据先延时m拍，然后进行4倍下采样，得到基带的I路数据，并将其单倍速输出。I路乘以的解调分量cos(ωIFnT4x)，可以简化为{1，0，-1，0，1....}的序列，而后面的四倍下采样又使得这个序列中乘以0和-1的点都可以省掉，因此乘以这个序列的步骤就完全可以省掉了；又因为Q路数据经过滤波器有一定的延时，为了使I路数据和Q路数据保持同相，在I路也需要加上m拍的延时。
将Q路数据先进行2倍下采样，然后再乘以(-1)p，即将数据依次乘以{1，-1，1，-1，1....}序列，之后对数据进行滤波，使得只有所需的基带频率信号可以通过，同时对于每两个输入的采样点对应输出一个点的数据，在滤波的同时将两倍速的数据降到单倍速，提取出所需的Q路数据，并将其单倍速输出。因为Q路的解调分量-sin(ωIFnT4x)中一半的点都是乘以0，为了去掉序列里面乘以0的点，可以先两倍下采样后再乘以(-1)p。
所述Q路数据进行滤波时，输入数据X(i)先经过三次移位后，分别得到X(i-1)、X(i-2)和X(i-3)，然后将X(i)与X(i-3)相加后乘以系数a1，同样另一路X(i-1)与X(i-2)相加后乘以系数a2，最后再将这两个结果相加，得到滤波输出Y(i)＝a1[X(i)+X(i-3)]+a2[X(i-1)+X(i-2)]。这种滤波方式适用于在T-DMB系统中，中频频点为2.048M的情况。
本发明低复杂度数字中频数据接收方法最大化的利用了硬件电路和4倍速采样的特点，优化掉了其中无效的计算过程，在基带速率下平均每个实样点只要做一个固定系数的乘法，大大降低了功耗和复杂度。同时这个结构可以适用在中频频率fIF是基带采样率的(4n±1)或者(2n±1/2)倍的情况下。
本发明低复杂度数字中频数据接收方法所使用的中频接收机方案可以很好的工作在T-DMB系统信号接收系统中，在中频频率2.048MHz的实际测试中对于谐波抑制可以达到45db以上，能够很好的满足系统接收的性能，实现复杂度为，在基带速率下平均每个实样点只要做一个固定系数的乘法。同时，选择不同性能的数字滤波器，本方案也可以适用不同中频频点的情况。
Claims (2)
1. 一种低复杂度数字中频数据接收方法，其特征在于，在对中频数据在A/D采样端用4倍基带采样率进行采样并分离为I路和Q路两路数据之后，
将I路数据先延时m拍，然后进行4倍下采样，得到基带的I路数据，并将其单倍速输出；
将Q路数据先进行2倍下采样，然后再乘以(-1)p，之后对数据进行滤波，使得只有所需的基带频率信号可以通过，同时对于每两个输入的采样点对应输出一个点的数据，在滤波的同时将两倍速的数据降到单倍速，提取出所需的Q路数据，并将其单倍速输出。
2. 根据权利要求1所述的低复杂度中频数据接收方法，其特征在于，所述Q路数据进行滤波时，输入数据X(i)先经过三次移位后，分别得到X(i-1)、X(i-2)和X(i-3)，然后将X(i)与X(i-3)相加后乘以系数a1，同样另一路X(i-1)与X(i-2)相加后乘以系数a2，最后再将这两个结果相加，得到滤波输出Y(i)＝a1[X(i)+X(i-3)]+a2[X(i-1)+X(i-2)]。
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Publications (1)
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN102148679A (zh) * | 2010-02-05 | 2011-08-10 | 西瑞克斯(北京)通信设备有限公司 | 低复杂度的宽带信号数字选频方法 |
| CN103095220A (zh) * | 2013-01-25 | 2013-05-08 | 西安电子科技大学 | 基于快行fir滤波器的微型sar数字下变频器设计方法 |
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2007
- 2007-02-07 CN CNA2007100372470A patent/CN101242382A/zh active Pending
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| CN103095220B (zh) * | 2013-01-25 | 2015-09-02 | 西安电子科技大学 | 基于快行fir滤波器的微型sar数字下变频器设计方法 |
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