一種軟件無線電多帶通信號接收方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種軟件無線電多帶通信號接收方法，用于對多頻段射頻帶通信號進(jìn)行先采樣、后分離處理，對待處理的多頻段射頻帶通信號通過第一、第二采樣流進(jìn)行二階帶通采樣，設(shè)置采樣頻率，使得采樣后在同一頻域內(nèi)僅允許兩個信號發(fā)生混疊；在第一、第二兩路采樣流間引入延時差，形成兩路具有相位差的采樣后信號；根據(jù)相位差設(shè)計抗混疊濾波器，調(diào)整兩信號相位，使其中一個信號其經(jīng)過疊加后信號為零，而另一信號不變，實現(xiàn)對兩混疊信號的分離。通過采用該方法，使用固定的采樣頻率就可以實現(xiàn)任意位置信號的無混疊接收，在接收過程中不需要針對不同位置信號頻繁的變更采樣頻率，簡化了模擬前端。
【專利說明】
-種軟件無線電多帶通信號接收方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及軟件無線電信號接收領(lǐng)域，尤其是一種軟件無線電多帶通信號接收方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 軟件無線電是一種W現(xiàn)代通信理論為基礎(chǔ)，W數(shù)字信號處理為核屯、，W微電子技 術(shù)為支撐的新的無線通信體系結(jié)構(gòu)。軟件無線電的核屯、思想是使盡可能多的功能應(yīng)用軟件 實現(xiàn)，盡可能簡化模擬部分，因此，軟件無線電對射頻信號的處理要求具有較高的采樣速率 和精度，帶通采樣定理的應(yīng)用可W大大降低所需的射頻采樣速率，為后面的實時處理奠定 了基礎(chǔ)。帶通采樣理論最早由R.G. Vau曲an在1991年提出的，近年來由于AD采樣技術(shù)的發(fā) 展，采樣速率和精度不斷提高，帶通采樣成為實現(xiàn)軟件無線電的有力理論支撐。但是現(xiàn)有軟 件無線電平臺應(yīng)用帶通采樣理論的并不多，W現(xiàn)在常用的軟件無線電通用外設(shè)(USRP)為 例，采用的是零中頻采樣方式，采樣器的硬件設(shè)計部分較為復(fù)雜。并且在數(shù)字信號處理部分 只是做了傳統(tǒng)的數(shù)字下變頻等工作，并沒有進(jìn)行抗混疊濾波器的設(shè)計，無法對帶有混疊的 多帶通信號進(jìn)行接收，限制了軟件無線電的通用性。
[0003] 在軍事和商業(yè)應(yīng)用中，往往需要同時處理不同頻帶上的多個射頻信號，選擇合適 的采樣頻率是接收多頻帶信號的一個難點。大多數(shù)學(xué)者在處理多頻段信號時，主要考慮在 頻譜不發(fā)生混疊的前提下，選擇盡可能低的采樣頻率W減輕后端數(shù)字處理的負(fù)擔(dān)。很多學(xué) 者也致力于尋找新的算法來簡化頻率選擇過程，但是，運些方法為避免產(chǎn)生混疊必然會限 制采樣頻率的選擇，同時繁瑣的計算過程也增加了實現(xiàn)的難度，而且采樣頻率越低采樣精 度對前置模擬RF帶通濾波器的要求也越高，所W-味的追求低的采樣頻率并不是最優(yōu)的方 法。隨著ADC等硬件的發(fā)展W及計算機處理能力的增強，能夠容許更高的采樣頻率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 發(fā)明目的：為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種軟件無線電多帶通信號接收方 法，實現(xiàn)了軟件無線電對多帶通信號無混疊接收的要求。
[0005] 技術(shù)方案:為實現(xiàn)上述技術(shù)效果，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為:一種軟件無線電多帶 通信號接收方法，該方法同時接收不同頻帶上的多個射頻帶通信號，對多頻段帶通信號進(jìn) 行先采樣、后分離處理，允許采樣后在同一頻段內(nèi)有兩個帶通信號的頻譜發(fā)生重疊；
[0006] 該方法包括步驟：
[0007] (1)對待處理的多頻段射頻帶通信號通過第一、第二采樣流進(jìn)行二階帶通采樣，設(shè) 置采樣頻率，使得采樣后在同一頻域內(nèi)僅允許兩個信號發(fā)生混疊;在第一、第二兩路采樣流 間引入延時差，形成兩路具有相位差的采樣后信號；
[000引（2)若采樣后的信號沒有發(fā)生混疊，則對采樣后的信號進(jìn)行下變頻轉(zhuǎn)化為基帶信 號，并將多頻段帶通信號中的每個信號逐一分離;若采樣后在同一頻域內(nèi)有兩個信號發(fā)生 混疊，則進(jìn)入步驟(3);
[0009] (3)針對在同一頻域內(nèi)發(fā)生混疊的兩個信號設(shè)計抗混疊濾波器：
[0010] 定義采樣后發(fā)生混疊的兩個信號分別為R〇(f)和化(f)，第一、第二采樣流之間的時 延差為A T;兩個信號經(jīng)過第一采樣流采樣后的頻譜為RA(f)，經(jīng)過第二采樣流采樣后的頻 譜為化(f);化(f)和Ra( f)滿足關(guān)系：
[0011]
(1)
[0012] 式中，no和m分別為Ro(f)和Ri(f)在頻率區(qū)域中的位置索引值；
[0013] 針對兩路多頻段帶通信號經(jīng)過二階帶通采樣后形成的相位差如A Tfsno和如A Tfsm設(shè)計立個濾波單元SA(f)、斯/巧日巧(/>，其中，SA(f)和避(/)元滿足W下條件：
[0014]
[0015]
[0016]
[0017]
[001 引
[0019]
[0020]
[0021] 其中，B為多頻段帶通信號的帶寬，R〇A+(f)和RoA-(f)分別表示RA(f)正、負(fù)頻域中的 頻譜;R〇B+(f)和RoB-(f)分別表示Re(f)正、負(fù)頻域中的頻譜;C表示幅值增益。
[0022] (4)采用SA(f)對RA(f)進(jìn)行濾波，采用得(/巧日4(/)分別對姑(f)進(jìn)行濾波;將RA(f) 經(jīng)過SA(f)濾波后的信號分別與化(f)經(jīng)過巧(/)濾波后的信號和Re(f)經(jīng)過4(/)濾波后的 信號相疊加，實現(xiàn)兩個信號的分離；
[0023] (5)在步驟(4)對兩個信號進(jìn)行抗混疊處理后，對分離后的兩個信號分別進(jìn)行下變 頻處理，轉(zhuǎn)化為基帶信號。
[0024] 具體的，所述多頻段帶通信號為:在采樣前頻譜互不重疊的多個帶通信號。
[0025] 進(jìn)一步的，所述步驟(1)中二階帶通采樣的采樣頻率滿足W下條件：
[0026]
[0027]其中，nk為多頻段射頻帶通信號中的第k個信號的位置索引，fs為采樣頻率，fik和 fuk分別為帶通信號k的最低和最高頻率，山和扣分別為采樣后的兩路射頻帶通信號的處理 帶寬，其中Ja和Bb處理帶寬內(nèi)允許存在兩個信號;fNca和fNcb分別為采樣后的兩路帶通信號 在第一奈奎斯特區(qū)域內(nèi)的信號中屯、頻率。
[002引進(jìn)一步的，所述步驟(3)中SA(f)、駕(/)和巧(/)的表達(dá)式分別為：
[0029]
[0030]
[0031]
[0032]
[0033] 有益效果:與現(xiàn)有軟件無線電信號接收技術(shù)相比，本發(fā)明具有W下優(yōu)勢：由于采用 了二階帶通采樣技術(shù)，實現(xiàn)了軟件無線電中對多帶通信號的無混疊接收。使用固定的采樣 頻率就可W實現(xiàn)任意位置信號的無混疊接收，在接收過程中不需要針對不同位置信號頻繁 的變更采樣頻率，簡化了模擬前端。針對不同位置信號只要實時調(diào)整抗混疊濾波器的參數(shù) 就可W實現(xiàn)兩信號分離，不需要更改硬件，提高了軟件無線電的通用性和靈活性。
【附圖說明】
[0034] 圖1為本發(fā)明的實施例的內(nèi)部原理圖；
[0035] 圖2為本發(fā)明實施例中軟件無線電信號接收裝置的功能模塊結(jié)構(gòu)圖；
[0036] 圖3為本發(fā)明實施例中帶通采樣信號頻譜圖；
[0037] 圖4為本發(fā)明實施例中軟件無線電信號接收裝置的硬件平臺示意圖；
[0038] 圖5為本發(fā)明實施例中二階帶通采樣模塊的功能模塊結(jié)構(gòu)圖；
[0039] 圖6為本發(fā)明實施例中FPGA的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；
[0040] 圖7為本發(fā)明實施例中GUN Radio模塊的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0041] 假設(shè)待采樣的射頻帶通信號為R(f)，其帶寬為B。采用采樣頻率fs為fs = 2B。所有在 W下頻率區(qū)域內(nèi)的信號都定義為索引為n的信號，我們定義n為位置索引：
[0042] (n-l/2)fs< If I <(n+l/2)fs
[00創(chuàng)經(jīng)過帶通采樣，所有索引為n的信號會映射到頻率范圍-B<f<納。根據(jù)帶通采樣 原理，任意位置的帶通信號都可W恢復(fù)在0<f<B內(nèi)。但是，對于位于不同索引位置的多帶 通信號，經(jīng)過帶通采樣后在0<f<B內(nèi)可能會產(chǎn)生重疊，如圖3所示?，F(xiàn)有技術(shù)在處理多頻段 信號時，主要考慮在頻譜不發(fā)生混疊的前提下，選擇盡可能低的采樣頻率W減輕后端數(shù)字 處理的負(fù)擔(dān)。很多學(xué)者也致力于尋找新的算法來簡化頻率選擇過程，但是，運些方法W避免 產(chǎn)生混疊為前提，必然會限制采樣頻率的選擇，同時繁瑣的計算過程也增加了實現(xiàn)的難度， 而且采樣頻率越低采樣精度對前置模擬RF帶通濾波器的要求也越高。
[0044] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種軟件無線電多帶通信號接收方法，同時接 收不同頻帶上的多個射頻帶通信號，對多頻段帶通信號進(jìn)行先采樣、后分離處理，允許采樣 后在同一頻段內(nèi)有兩個帶通信號的頻譜發(fā)生重疊，能夠減輕模擬前端的負(fù)擔(dān)，該方法包括 步驟：
[0045] (1)對待處理的多頻段射頻帶通信號通過第一、第二采樣流進(jìn)行二階帶通采樣，設(shè) 置采樣頻率，使得采樣后在同一頻域內(nèi)僅允許兩個信號發(fā)生混疊;在第一、第二兩路采樣流 間引入延時差，形成兩路具有相位差的采樣后信號；
[0046] (2)若采樣后的信號沒有發(fā)生混疊，則對采樣后的信號進(jìn)行下變頻轉(zhuǎn)化為基帶信 號，并將多頻段帶通信號中的每個信號逐一分離;若采樣后在同一頻域內(nèi)有兩個信號發(fā)生 混疊，則進(jìn)入步驟(3);
[0047] (3)針對在同一頻域內(nèi)發(fā)生混疊的兩個信號設(shè)計抗混疊濾波器：
[0048] 定義采樣后發(fā)生混疊的兩個信號分別為Ro(f)和化(f)，第一、第二采樣流之間的時 延差為A T;兩個信號經(jīng)過第一采樣流采樣后的頻譜為RA(f)，經(jīng)過第二采樣流采樣后的頻 譜為化(f);化(f)和Ra( f)滿足關(guān)系：
[0049]
[0050」式中，no和m分別為Ro(f)和Ri(f)在頻率區(qū)域中的位葺索引值；
[0051]針對兩路多頻段帶通信號經(jīng)過二階帶通采樣后形成的相位差如A Tfsno和如A Tfsm設(shè)計S個濾波單元SA(f)、駕(/巧日義(/)，其中，SA(f)和馬(/)滿足W下條件：
[0化2]
[0化3]
[0化4]
[0化5]
[0化6]
[0化7]
[0化引
[0059]其中，B為多頻段帶通信號的帶寬，R〇A+(f)和RoA-(f)分別表示RA(f)正、負(fù)頻域中的 頻譜;R〇B+(f)和RoB-(f)分別表示化(f)正、負(fù)頻域中的頻譜;C表示幅值增益。
[0060] (4)采用SA(f)對RA(f)進(jìn)行濾波，采用鳴(/巧日巧(/:)分別對姑(f)進(jìn)行濾波;將RA(f) 經(jīng)過SA(f)濾波后的信號分別與化(f)經(jīng)過巧(/)濾波后的信號和Re(f)經(jīng)過巧(/)濾波后的 信號相疊加，實現(xiàn)兩個信號的分離；
[0061] (5)在步驟(4)對兩個信號進(jìn)行抗混疊處理后，對分離后的兩個信號分別進(jìn)行下變 頻處理，轉(zhuǎn)化為基帶信號。
[0062] 為了充分、清楚的說明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合具體實施例和附圖對本發(fā)明 作更進(jìn)一步的說明。
[0063] 實施例：為實現(xiàn)上述技術(shù)方案，本實施例設(shè)計一個用于實現(xiàn)該方案的軟件無線電 多帶通信號接收裝置，該裝置的結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示，包括:射頻前端模塊Ul，二階帶通采樣 模塊U2、抗混疊濾波器U3、GUN Radio模塊U4和時鐘發(fā)生器U5;該裝置實施上述技術(shù)方案的 內(nèi)部原理圖如圖1所示。應(yīng)用兩個ADC(分別定義為ADC A和ADC B)和時鐘發(fā)生器呪組成二階 帶通采樣系統(tǒng)，時鐘發(fā)生器為ADC B提供時間延時，采樣后信號送入FPGA進(jìn)行中頻處理，本 實施例中通過FPGA實現(xiàn)抗混疊濾波器、數(shù)字下變頻W及下變頻后信號的并串轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換后 的信號經(jīng)由USB接口送入GNU Radio進(jìn)行進(jìn)一步處理，如解調(diào)等。其中，GNU Radio中通過自 定義模塊獲取USB接口信息并進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換分離出各路信號。抗混疊濾波器和數(shù)字下變頻 的參數(shù)可W通過SPI總線由GNU Radio中的自定義模塊設(shè)計。
[0064] (一)射頻前端模塊Ul
[0065] 射頻前端模塊Ul接收外部設(shè)備發(fā)出的多頻段射頻帶通信號，并將多頻段射頻帶通 信號發(fā)送給二階帶通采樣模塊肥進(jìn)行采樣。
[0066] (二)二階帶通采樣模塊U2
[0067] 二階帶通采樣模塊U2包括兩個ADC(分別定義為ADC A和ADC B)和一個時鐘發(fā)生器 呪，兩個ADC分別產(chǎn)生兩路采樣通道，定義為通道A和通道B。兩個ADC在操作時設(shè)置有時延差 AT,時延差A(yù) T會在兩路ADC的采樣信號中引入差異，在頻域中表現(xiàn)為相角的延遲。
[0068] 二階帶通采樣模塊U2的采樣頻率應(yīng)遵循W下公式：
[0069]
[0070] 其中，Dk ? fs-fs/2<bk<fuk<nk ? fs+fs/2中，Dk為多頻段射頻帶通信號中的第k個 信號的位置索引，fs為采樣頻率，flk和fuk分別為帶通信號k的最低和最高頻率，此公式限制 采樣后信號鏡像混疊；
[0071] 同時，對于多帶通信號還應(yīng)滿足
，此公式可用于避免采樣 后信號出現(xiàn)兩個W上信號重疊。其中，Ba和Bb分別為采樣后的兩路射頻帶通信號的處理帶 寬；fNca和fNcb分別為采樣后的兩路帶通信號在第一奈奎斯特區(qū)域內(nèi)的信號中屯、頻率，本發(fā) 明允許Ba或化內(nèi)存在兩個混疊信號。
[0072] 若采樣后的信號沒有發(fā)生混疊，則對采樣后的信號進(jìn)行下變頻轉(zhuǎn)化為基帶信號， 并將多頻段帶通信號中的每個信號逐一分離;若采樣后在同一頻域內(nèi)有兩個信號發(fā)生混 疊，則進(jìn)行W下分析處理：
[0073] 我們將兩路采樣后的信號分別定義為RA(f)和RB(f)。運兩者滿足：
[00741
[00
[0076] 二階帶通采樣兩通道的頻譜圖分別如圖3(a)，（b)所示，從圖中可W看出，通道A中 兩個信號頻譜沒有相角差異，而通道B中由于ADC B引入采樣延遲的原理，兩個信號Ro(f)和 Ri(f)的頻譜都分別產(chǎn)生了相角差房"巧日公"1。我們利用兩通道不同的相角差設(shè)計抗混疊濾 波器SA(f)、4(乃和端(/)，調(diào)整兩信號相位，使得SA(f)和遊(/)的輸出信號疊加后信號Ro (f)為零，而另一信號Ri(f)不變，實現(xiàn)信號Ri(f)的分離;SA(f)和4(/)的輸出信號疊加后 信號Ri(f)為零，實現(xiàn)信號R〇(f)的分離。
[0077] (S)抗混疊濾波器
[0078] 二階采樣模塊得到的兩路數(shù)字信號經(jīng)過在FPGA內(nèi)設(shè)計的抗混疊濾波器實現(xiàn)消除 混疊處理。抗混疊濾波器設(shè)計原理如下：
[0079] 將抗混疊濾波器SA(f)和SB(f)設(shè)計并分別應(yīng)用于通道A和通道B。于是，恢復(fù)的信號 頻譜變?yōu)椋?br>[0080] R(f)=B ? [SA(f) ? RB(f)+SB(f) ?化（f)] (4)
[0081 ]通過拆分信號的正頻譜和副頻譜，公式(I)可W變換為：
[0082] R(f)=B ? [SA(f) ? (RA+(f)+RA-(f))+SB(f) ? (I?B+(f)+RB-(f))] (5)
[0083] 對每路通道來說，都存在來自no和m頻率位置的信號，因此，公式(I)可W進(jìn)一步分 解為：
[0084]
(6)
[0085] 同時接收兩路信號Ro(f)和Ri(f)的接收器包括兩個可調(diào)的射頻濾波器用來選擇兩 帶通信號，經(jīng)過疊加后輸入到采樣器，兩路信號R〇(f)和化(f)被同時采樣，=個可重新配置 的濾波器SA(f)、馬(/)、《(/)用來消除信號混疊，并并列的輸出R〇(f)和Ri(f)。
[0086] 其中，濾波器SA(f)和進(jìn)(/)設(shè)計用于恢復(fù)Ro(f)而消除Ri(f)。因此，濾波器SA(f)和 巧(/)應(yīng)該滿足：
[0090] 我們選擇SA(f)為最簡單的形式，即：
[0087] 訊 [008引
[0089] 曲
[0091]
?9)
[0092] 峨(/)如下式：
[0093] (10)
[0094] ，需要設(shè)計另一濾波器&(/)<利用式(7)，（8)和 (9)所示 ：(11)所示：
[0095] (11)
[0096] 財或內(nèi)的表達(dá)式，通過式(9)、（10)、（11)可W得到 它們的I ：
[0097]
[009引
[0099]
[0100] 其中，fi、fh分別為抗混疊濾波器的最低頻率和最高頻率。通過對上述兩式Wfs = 2B進(jìn)行采樣，得到采樣值可用來作為濾波器參數(shù)。如果我們確定最低頻率和最高頻率的數(shù) 值為最寬的信號帶寬，當(dāng)信號位置索引發(fā)生變化時，仍可W采用同一Sa。但是對于Sb,當(dāng)位置 索引發(fā)生變化時，需對參數(shù)進(jìn)行調(diào)整?？刹捎肍IR Compiler的系數(shù)分析工具來產(chǎn)生一系列 的濾波器系數(shù)，并且通過外界參數(shù)控制來選取不同的濾波器系數(shù)。在FPGA運行過程中可通 過SPI總線通過GNU Radio對濾波器系數(shù)進(jìn)行實時調(diào)整。
[0101] 在設(shè)計抗混疊濾波器時，通過加入群延時補償，選取較大的時間延時使抗混疊效 果更優(yōu)。本發(fā)明裝置采用121tap的濾波器設(shè)計濾波器使其對混疊的濾除效果高于30d B。同 時本發(fā)明采用幅值補償?shù)霓k法對處于不同位置的信號輸出幅值進(jìn)行補償，W使輸出增益保 持在1左右。解決了因兩輸入信號位置差值的不同對抗混疊性能產(chǎn)生的影響。
[0102] (四）基于FPGA設(shè)計抗混疊濾波器
[0103] 本實施例利用FPGA實現(xiàn)抗混疊濾波器，消除兩路信號的混疊，并通過下變頻轉(zhuǎn)化 為基帶信號，圖6為FPGA內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。本實施例中設(shè)計了4路數(shù)字下變頻通道，因此可W實現(xiàn) 同時對4路帶通信號的接收，允許其中兩路帶通信號在采樣后發(fā)生混疊。每路信號的I和Q信 號經(jīng)過并串轉(zhuǎn)化經(jīng)由USB控制器傳輸給GNU Radio。同時，抗混疊濾波器和數(shù)字下變頻的參 數(shù)也可通過USB控制器經(jīng)SPI總線控制。
[0104] 在信號分析中，我們常把信號進(jìn)行矢量分解，也就是將信號分解為頻率相同、峰值 幅度相同但相位相差90的兩個分量I和Q分量。通過用矢量表述信號，可W完整地描述信號 的幅度、頻率和相位。孤C(數(shù)字下變頻)主要完成對采樣信號的數(shù)字混頻、抗混疊濾波、降采 樣(抽取)濾波等，W得到低采樣率的基帶信號輸出。圖6中四個DDC可W實現(xiàn)對4路采樣信號 的下變頻處理，處理后每路信號可分為I支路（同向分量)和Q支路(正交分量）。
[0105] FPGA模塊U3將處理好的數(shù)據(jù)流通過USB傳輸給GNU Radio模塊U4,由于來自DDC并 通過USB連續(xù)傳輸?shù)絇C端的數(shù)據(jù)經(jīng)過了并/串傳輸變換，GNU Radio模塊U4的自定義模塊具 備數(shù)據(jù)分離能力。
[0106] (五)GUNRadio 模塊 U4
[0107] 圖7為本實施例中所設(shè)計的GNU Radio信號接收模塊，該模塊可W通過設(shè)定采樣信 號個數(shù)(1、2或4)選擇接收的信號的個數(shù)，并通過串并轉(zhuǎn)換實現(xiàn)信號分離。在GNU Radio內(nèi)可 通過軟件包內(nèi)其他模塊對信號進(jìn)行進(jìn)一步處理，如信號解調(diào)等。
[0108] 所述射頻前端模塊Ul可采用Ettus公司射頻子板DBSRX2,接收頻段范圍為500M-2.35細(xì)Z。二階帶通采樣模塊U2中的ADC采用TI公司ADS54RF63系列，時鐘發(fā)生器采用FPGA采 用AD9513系列，可提供最大時鐘信號800MHz，均方差抖動小于0.化S，可調(diào)延遲2250PS dUSB 接口控制器采用CYPRESS公司CY7C68013A-100AXC FX2控制器。GNU Radio可在Iinux系統(tǒng)下 安裝GNU Radio-3.4.2版本。硬件平臺示意圖如圖4所示。
[0109] W上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出：對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可W做出若干改進(jìn)和潤飾，運些改進(jìn)和潤飾也應(yīng) 視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種軟件無線電多帶通信號接收方法，其特征在于，該方法同時接收不同頻帶上的 多個射頻帶通信號，對多頻段帶通信號進(jìn)行先采樣、后分離處理，允許采樣后在同一頻段內(nèi) 有兩個帶通信號的頻譜發(fā)生重疊； 該方法包括步驟： (1) 對待處理的多頻段射頻帶通信號通過第一、第二采樣流進(jìn)行二階帶通采樣，設(shè)置采 樣頻率，使得采樣后在同一頻域內(nèi)僅允許兩個信號發(fā)生混疊;在第一、第二兩路采樣流間引 入延時差，形成兩路具有相位差的采樣后信號； (2) 若采樣后的信號沒有發(fā)生混疊，則對采樣后的信號進(jìn)行下變頻轉(zhuǎn)化為基帶信號，并 將多頻段帶通信號中的每個信號逐一分離;若采樣后在同一頻域內(nèi)有兩個信號發(fā)生混疊， 則進(jìn)入步驟(3); (3) 針對在同一頻域內(nèi)發(fā)生混疊的兩個信號設(shè)計抗混疊濾波器： 定義采樣后發(fā)生混疊的兩個信號分別為R〇(f)和Ri(f)，第一、第二采樣流之間的時延差 為A T;兩個信號經(jīng)過第一采樣流采樣后的頻譜為RA(f)，經(jīng)過第二采樣流采樣后的頻譜為Rb (門；化(門和1?4(門滿足關(guān)系：式中，no和m分別為R〇(f)和化(f)在頻率區(qū)域中的位置索引值； 針對兩路多頻段帶通信號經(jīng)過二階帶通采樣后形成的相位差如A Tfsn日和如Δ Tfsm設(shè) 計；個濾波單元SA(f)、馬(/巧日巧(/)，其中，SA(f)和巧(/)滿足W下條件：其中，B為多頻段帶通信號的帶寬，R〇A+(f)和RoA-(f)分別表示RA(f)正、負(fù)頻域中的頻譜； R〇B+(f)和RoB-(f)分別表示化(f)正、負(fù)頻域中的頻譜;C表示幅值增益。 (4) 采用SA(f)對RA(f)進(jìn)行濾波，采用S自(/巧日皂(/)分別對RB(f)進(jìn)行濾波;將RA(f)經(jīng)過 SA(f)濾波后的信號分別與RB(f)經(jīng)過巧(/)濾波后的信號和化(f)經(jīng)過巧(/)濾波后的信號 相疊加，實現(xiàn)兩個信號的分離； (5) 在步驟(4)對兩個信號進(jìn)行抗混疊處理后，對分離后的兩個信號分別進(jìn)行下變頻處 理，轉(zhuǎn)化為基帶信號。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軟件無線電多帶通信號接收方法，其特征在于，所述多頻 段帶通信號為:在采樣前頻譜互不重疊的多個帶通信號。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種軟件無線電多帶通信號接收方法，其特征在于，所述步驟 (1)中二階帶通采樣的采樣頻率滿足W下條件：其中，祉為多頻段射頻帶通信號中的第k個信號的位置索引，fs為采樣頻率，f化和fuk分 別為帶通信號k的最低和最高頻率，山和扣分別為采樣后的兩路射頻帶通信號的處理帶寬， Ba和化處理帶寬內(nèi)允許存在兩個信號;fNca和fNcb分別為采樣后的兩路帶通信號在第一奈奎 斯特區(qū)域內(nèi)的信號中屯、頻率。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種軟件無線電多帶通信號接收方法，其特征在于，所述步驟 (3)中SA(f)、詩(/巧P鳥(/)的表達(dá)式分別為：
【文檔編號】H04B1/00GK105846835SQ201610151754
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年3月16日
【發(fā)明人】王洪梅, 王法廣, 李世銀, 楊雪
【申請人】中國礦業(yè)大學(xué)