专利名称：数字中频接收机的制作方法
技术领域：
本发明属于无线信号传输领域，特别涉及一种数字中频接收机。
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。与传统的模拟中频 接收方案相比较，数字中频接收可以产生严格的幅相平衡正交信号，另外 数字中频还可以起到采样速率转换的作用。
通常，数字中频接收机的设计取决于射频调谐器带通滤波器下来的模 拟中频信号的中频频点/,、系统有效信号带宽/,、系统采样带宽乂及业 务载波之间的间隔/c,。其中；^， 乂与/a的大小与具体系统
相关，如T-DMB系统/,为1. 536MHz， y;为2. 048MHz， /c/为1. 729MHz; DTMB (国标数字地面电视广播)系统/,为7. 56MHz，义为7. 56MHz， /a 为8MHz。
对一般的通信系统来说，系统采样率是固定的，如果从射频调谐器下 来的模拟中频信号的中频频点/,是系统采样率y;的4w土l倍，在模拟带通
滤波器(如使用声表面波滤波器)比较理想的情形下，几乎不需要考虑邻 道干扰时，最简单的中频接收机结构应该是用系统采样率乂的4倍钟作为 A/D采样模块的采样钟，尤其在存在虚拟载波的OFDM系统中，且,=/a时， 这种结构下，硬件资源及复杂度将最低。而在一个标准颁布初期，各射频调谐器厂商输出的中频信号频点不一 致，甚至根本不具有系统采样率的4"±1倍的特性；另一方面，往往发射 端多个业务载波同时发送。这就导致如何设计一个能以较低复杂度实现接 收任意中频频点数字信号，且具有很强邻道选择性的中频接收机接收方案 成为一个十分具有应用价值的考虑。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种数字中频接收机，该数字中频 接收机能接收任意中频频点，邻道选择性强，并且复杂度低，所耗硬件资 源较少。
为解决上述技术问题，本发明的数字中频接收机，输入任意中频频 点频率的模拟中频信号经过A/D采样模块以采样频率厶。采样之后，经 带通采样过后的数字中频信号频点为//,=1110(1(/,,/^)，通过NC0进行正 交解调，将信号频率从中频搬移到基带，其特征在于，还包括第一级滤波 器、采样频率转换模块、第二级滤波器，第一级滤波器通带较宽，将搬移 后信号中的部分高频分量滤掉以满足采样频率转换模块采样的抗混叠要 求，第二级滤波器通带较窄，将经过采样频率转换后的信号中残留的高频 分量去除，提高邻道选择性。
采样频率转换模块可以采用下采样，下采样的倍数由A/D采样模块采样
速率和第二级滤波器的样点速率的比值来决定。
本发明的数字中频接收机，在数字中频信号NC0频率搬移之后和A/D 采样模块采样速率转换到真正的样点速率之前由通带较宽的工作在较高 的数据速率下的第一级滤波器滤去部分信号，以满足采样频率转换模块的采样抗混叠要求，采样频率转换模块采样后再通过通带较窄的工作在较低 的数据速率下的第二级滤波器滤进一步滤去剩余的高频部分分量，第一级 滤波器由于通带较宽，硬件实现的阶数较低，所耗资源较少，因此它可以 工作在较高的数据速率下，而相对资源较大的第二级滤波器则工作在较低 的数据速率下，可以节省很大的计算量和功耗。从而本发明的数字中频接 收机能适用于任意的中频频点，并且所耗硬件资源较少、性能优良。
图1是本发明的数字中频接收机一实施方式的结构示意图2是本发明的数字中频接收机一实施方式输入信号的频谱示意图3是本发明的数字中频接收机一实施方式第一级滤波器滤波示意
图4是本发明的数字中频接收机一实施方式第二级滤波器滤波示意图。
具体实施例方式
下面结合附图及具体实施方式
对本发明作进一步详细说明(以单个业 务载波举例，多个业务载波同时的情形相同)。
假定接收信号有效带宽/，，模拟中频频点/,，业务载波间隔/ ， A/D采样模块采样率"取"人(n大于2)，通常/,<^， A^/c/， /X=/CT
时将最有助于低复杂度设计。
本发明的数字中频接收机，输入任意中频频点频率为/,的模拟中频 信号经过A/D采样模块以/^采样率采样之后，经带通采样过后的数字中 频信号频点为/化二mod(/，厶D)，通过NCO (Numeric Control 0sillator数控振荡器)进行正交解调，将信号频率从中频搬移到基带，还包括第一级 滤波器、采样频率转换模块、第二级滤波器，第一级滤波器通带较宽，将 搬移后信号中的部分高频分量滤掉以满足采样频率转换模块采样的抗混 叠要求，第二级滤波器通带较窄，将经过采样频率转换后的信号中残留的 高频分量去除，提高邻道选择性。
任意中频频点是指满足带通采样定理前提下经A/D采样模块后不产
生混叠的所有中频频点。任意中频频点包括零中频，只是此时此结构为对
双通道A/D采样模块输出的基带信号不需要下变频处理，通过相同滤波器 链路，提高接收机的邻道选择特性。
A/D采样模块采样速率/^理论上，不低于有效信号带宽/,的2倍。
由于射频调谐器带通滤波(中频)或低通滤波(零中频)的不理想，再加 上复杂度折中的考虑，/^通常取业务载波间隔/ 的若干倍(大于2，如
4或者6)。
可通过给NC0配置不同初始频率来接收任意中频频点的模拟中频信 号。NCO亦能接收频偏跟踪的信息来跟踪载波频偏。
第一级滤波器主要功能为抗混叠滤波，通带从复信号带宽的一半/,/2 到A/D采样模块的基准采样率^ (通常y;^/c,)，转换到以2人为采样率的 时钟域上，第二级滤波器通带由信号频谱的带宽和业务载波间隔/ 来决 定。
采样频率转换模块可以采用下采样，下采样的倍数则由A/D采样模块采 样速率和第二级滤波器的样点速率的比值来决定，通常取整数倍下采样。 如果第二级滤波器的样点速率与系统采样率不成整数倍关系，则通常需要进行重采样。
本发明的数字中频接收机一实施方式的结构如图1所示，输入中频 信号表示为/cos(2;^0-2sin(2; f^)，其中A为中频的频率，t为时间，输 入信号首先经过A/D采样模块采样之后，进行正交解调，即I路信号乘以 cos(2《"r)， Q路信号乘以-sin(2《"r)，将信号频率从中频搬移到基带， 第一级滤波器通带较宽，将搬移后信号中的部分高频分量滤掉以满足采样 频率转换模块采样抗混叠要求，在这里，为了考虑到不使信号经过后面的 下采样时产生混叠，使得第一级滤波器所要考虑的通带从复信号带宽的一 半,到^ ，采样频率转换模块将信号从A/D采样模块采样速率转换到
第二级滤波器的样点速率2人，这里通常是下采样，而下采样的倍数则由 A/D采样模块采样速率和第二级滤波器的样点速率2厶的比值来决定，第 二级滤波器通带较窄，将经过采样频率转换后的信号中残留的高于复信号 带宽的一半的部分信号及带外噪声及杂散信号去除，这个滤波器的特性主 要由信号频谱的带宽和业务载波间隔/ 来决定。
输入信号的频谱如图2所示，/,是输入中频频率，对于DTMB系统 中，/，的范围可以从几腿z到几十丽z不等，与A/D采样模块能接受的 最高模拟信号频率有关。图3所示是经过NC0频率搬移之后的信号频谱， 信号分成了基带和高频两部分，因此本发明采用第一级滤波器，将频率大 于厶的部分信号滤去，而这时仍然残留在带内的高频部分，对于下采样 不会造成混叠。因此下采样之后再经过第二级滤波器的滤波，如图4所示， 第二级滤波器拥有更窄的通带，可以很好的抑制掉剩余的高频部分分量， 有效地提高接收机的邻道选择特性。本发明的数字中频接收机的一实施方式工作过程如图1所示，
1. 输入中频信号表示为/cos(2(^)-2sin(2(")，其中/,是输入中 频频率，t为时间，输入信号首先经过A/D采样之后，进行正交解调，即 I路信号乘以cos(2;^"r) ， Q路信号乘以-Sin(2</Fwr)，将信号频率从中频 搬移到基带。其中两路混频信号可以由NCO (数控振荡器)产生，这样就 得到两路混频之后的信号。
2. 用第一级滤波器来滤去部分高频信号，第一级滤波器的通带可以 从复信号带宽的一半，到/h 。
3. 进行采样频率转换，转换到以2^为采样率的时钟域上。如果系 统采样率不同于凡，则还需进行重采样转换过程转换到真正样点速率。
4. 用较窄通带第二级滤波器进一步滤波，抑制剩余的高频部分信号， 从而得到真正的I/Q路数据，第二级滤波器的通带可以A/D采样模块采样 速率和第二级滤波器的样点速率的比值来决定，提高系统的邻道选择特 性。
本发明的数字中频接收机，第一级滤波器由于通带较宽，硬件实现的 阶数较低，所耗资源较少，因此它可以工作在较高的数据速率下，而相对 资源较大的第二级滤波器则工作在较低的数据速率下，可以节省很大的计 算量和功耗，同时，对于NCO可以配置各种的初始频率，可以消除各种载 波频率偏移。
本发明的数字中频接收机由于在数字中频信号NC0频率搬移之后和 A/D采样模块采样速率转换到真正的样点速率之前由通带较宽的工作在 较高的数据速率下的第一级滤波器滤去频率大于厶的部分信号，以满足采样频率转换模块的采样抗混叠要求，采样频率转换模块采样后再通过通 带较窄的工作在较低的数据速率下的第二级滤波器滤进一步滤去剩余的 高频部分分量，从而能适用于各种不同的中频频点，并且所耗硬件资源较
少、性能优良。本发明的数字中频接收机可以很好的工作在DTMB系统信 号接收系统中，在多种不同的中频频率输入信号实际测试中，对于谐波抑 制可以达到50dB以上，能够很好的满足系统接收的性能。本发明的数字 中频接收机并不仅适用于DTMB接收系统，同样适用于其它数字中频接收 系统。
需要说明的是，该具体实现只是用来体现这种低复杂度任意中频频点 数字中频接收机实现方法的一个具体实例，并不用以限制本发明，凡在本 发明的原则和精神之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在 本发明的保护之内。
权利要求
1、一种数字中频接收机，输入任意中频频点频率fAIF的模拟中频信号经过A/D采样模块以采样频率fAD采样之后，经带通采样过后的数字中频信号频点为fIF＝mod(fAIF，fAD)，通过NCO进行正交解调，将信号频率从中频搬移到基带，其特征在于，还包括第一级滤波器、采样频率转换模块、第二级滤波器，第一级滤波器通带较宽，将搬移后信号中的部分高频分量滤掉以满足采样频率转换模块采样的抗混叠要求，第二级滤波器通带较窄，将经过采样频率转换后的信号中残留的高频分量去除，提高邻道选择性。
2、 根据权利要求l所述的数字中频接收机，其特征在于，任意中频 频点是指满足带通采样定理前提下经A/D采样模块后不产生混叠的所有 中频频点。
3、 根据权利要求1所述的数字中频接收机，其特征在于，任意中频 频点为零中频，此时A/D采样模块输出的基带信号不需要下变频处理。
4、 根据权利要求1所述的数字中频接收机，其特征在于，A/D采样 模块采样速率力D不低于有效信号带宽/,的2倍。
5、 根据权利要求1所述的数字中频接收机，其特征在于，NCO能配 置不同初始频率来接收任意中频频点的模拟中频信号。
6、 根据权利要求1所述的数字中频接收机，其特征在于，NCO能接 收频偏跟踪的信息来跟踪载波频偏。
7、 根据权利要求l所述的数字中频接收机，其特征在于，第一级滤波 器通带从复信号带宽的一半/，/2到A/D采样模块的基准采样率1 ，第二级滤波器通带由信号频谱的带宽和业务载波间隔/ 来决定。
8、 根据权利要求l所述的数字中频接收机，其特征在于，采样频率转换模块采用下采样，下采样的倍数由A/D采样模块采样速率和第二级滤波器的样点速率的比值来决定。
9、 根据权利要求8所述的数字中频接收机，其特征在于，第二级滤波器的样点速率与系统采样率成整数倍，采样频率转换模块采用整数{咅下采 样，下采样的倍数由A/D采样模块采样速率和第二级滤波器的样点速率的比值来决定。
全文摘要
本发明公开了一种数字中频接收机，输入任意中频频点频率f<sub>AIF</sub>的模拟中频信号经过A/D采样模块以采样频率f<sub>AD</sub>采样之后，经带通采样过后的数字中频信号频点为f<sub>IF</sub>＝mod(f<sub>AIF</sub>，f<sub>AD</sub>)，通过NCO进行正交解调，将信号频率从中频搬移到基带，还包括第一级滤波器、采样频率转换模块、第二级滤波器，第一级滤波器通带较宽，将搬移后信号中的部分高频分量滤掉以满足采样频率转换模块采样的抗混叠要求，第二级滤波器通带较窄，将经过采样频率转换后的信号中残留的高频分量去除，提高邻道选择性。该数字中频接收机能适用于任意的中频频点且复杂度低，所耗硬件资源较少。
文档编号H04B1/30GK101515807SQ20081004313
公开日2009年8月26日 申请日期2008年2月21日 优先权日2008年2月21日
发明者涛 吴, 张卓鹏, 蒋朱成 申请人:卓胜微电子(上海)有限公司