一种利用多通道采集器进行高速信号采集的方法与流程

1.本发明涉及通信领域中一种利用多通道采集器进行高速信号采集的方法，适用于高速通信信号处理等需要高速信号采集的场合。


背景技术：

2.随着通信容量的提升，信号带宽不断增加，已从原有的兆赫兹量级扩展到吉赫兹，因此在通信、侦收、电子对抗等领域对接收端信号采集能力的要求愈加苛刻，但现有硬件能力滞后于容量提升，往往无法满足信号采集带宽需求，只能将信号压缩后再进行采集或只对部分信号进行采集然后分段分析，这必将导致采集信号不完整因而丢失有用信息，因此需要一种方法能够无失真的完成高速信号采集。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的是现有硬件能力无法满足信号采集带宽的问题，而提供一种利用多通道采集器进行高速信号采集的方法，具有采样速率高、硬件性能要求低、结构易于扩展等优点。
4.本发明采用的技术方案为：
5.一种利用多通道采集器进行高速信号采集的方法，包括以下步骤：
6.①
将高速信号采集带宽b划分为n个低速信号采集带宽bi，i＝1，2，...，n，其中b与bi为正数，n为正整数，b＝b1+b2+...+bn；
7.②
根据n个低速信号采集带宽bi与过渡带宽b
α
得到n个低速信号采集频率fi，其中b
α
为正数，fi≥bi+b
α
；
8.③
利用n个低速信号采集器分别对应按照低速信号采集频率fi对高速信号进行采样，得到n个低速采集信号si；
9.④
将n个低速采集信号si分别上采样至采样频率fs，得到n个上采样信号ui，其中fs≥b+b
α
；
10.⑤
根据n个低速信号采集带宽bi与过渡带宽b
α
设计n个信号重构滤波器hi(f)；
11.⑥
将n个上采样信号ui分别对应通过n个信号重构滤波器hi(f)得到n个滤波信号li；
12.⑦
将n个滤波信号li进行频谱搬移后相互累加。
13.进一步的，步骤
③
具体为：
14.利用低速信号采集器1按照低速信号采集频率f1对高速信号采集带宽为0～b1的中心位置进行采样，得到低速采集信号s1；利用低速信号采集器2按照低速信号采集频率f2对高速信号采集带宽为b1～b1+b2的中心位置进行采样，得到低速采集信号s2；以此类推，利用低速信号采集器i按照低速信号采集频率fi对低速信号采集器i-1采集部分右侧带宽为bi的中心位置进行采集，得到低速采集信号si；其中i＝3，...，n。
15.进一步的，步骤
⑤
中信号重构滤波器hi(f)的频率响应函数为：
[0016][0017]
进一步的，步骤
⑦
具体为：
[0018]
将滤波信号l1搬移至带宽0～b1的中心位置得到搬移信号c1，将滤波信号l2搬移至带宽b1～b1+b2的中心位置得到搬移信号c2，以此类推，将滤波信号li搬移至滤波信号l
i-1
右侧带宽bi的中心位置得到搬移信号ci，然后将n个频谱搬移信号进行累加；其中i＝3，...，n。
[0019]
本发明相比背景技术具有如下优点：
[0020]
本发明利用多个低速采集器完成对高速信号的数据采集，各低速采集器采集速率可远低于高速信号采集带宽要求，解决了硬件采集能力不足导致无法满足高速信号采样的问题，各低速采集器采集速率灵活可变、数量易于扩展，显著降低了对硬件采集能力的要求，具有采样速率高、硬件性能要求低、结构易于扩展等优点。
附图说明
[0021]
图1是本发明实施例的高速信号采集电原理框图；
[0022]
图2是本发明各级流程信号格式示意图。
具体实施方式
[0023]
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
[0024]
图1是本发明实施例的利用多通道采集器进行高速信号采集方法的电原理框图，它包括多个低速信号采集器、多个上采样模块、多个滤波模块、多个频谱搬移模块及一个累加模块。
[0025]
具体包括以下步骤：
[0026]
①
将高速信号采集带宽b＝1000mhz划分为4个低速信号采集带宽bi(i＝1，2，3，4)，其中b1＝100mhz，b2＝200mhz，b3＝300mhz，b4＝400mhz，如图2低速信号采集带宽所示；
[0027]
②
根据4个低速信号采集带宽bi与过渡带宽b
α
＝100mhz得到4个低速信号采集频率fi(i＝1，2，3，4)，其中f1＝200mhz，f2＝300mhz，f3＝400mhz，f4＝500mhz；
[0028]
③
利用4个低速信号采集器按照低速信号采集频率fi对高速信号进行采集，得到4个低速采集信号si(i＝1，2，3，4)，其中低速信号采集器1按照采集频率200mhz对高速信号的50mhz位置进行采样，得到低速采集信号s1，低速信号采集器2按照采集频率300mhz对高速信号的200mhz位置进行采样，得到低速采集信号s2，低速信号采集器3按照采集频率400mhz对高速信号的450mhz位置进行采样，得到低速采集信号s3，低速信号采集器4按照采集频率500mhz对高速信号的800mhz位置进行采样，得到低速采集信号s4，如图2低速采集信号所示；
[0029]
④
将4个低速采集信号si分别上采样至采样频率fs＝1100mhz，得到4个上采样信号ui(i＝1，2，3，4)，如图2上采样信号所示；
[0030]
⑤
根据4个低速信号采集带宽bi与过渡带宽b
α
设计4个信号重构滤波器hi(f)(i＝
1，2，3，4)，其频率响应函数为：
[0031][0032]
⑥
将4个上采样信号ui分别通过信号重构滤波器hi(f)得到4个滤波信号li(i＝1，2，3，4)，如图2滤波信号所示；
[0033]
⑦
将4个滤波信号li进行频谱搬移，其中滤波信号l1搬移至50mhz位置得到搬移信号c1，滤波信号l2搬移至200mhz位置得到搬移信号c2，滤波信号l3搬移至450mhz位置得到搬移信号c3，滤波信号l4搬移至800mhz位置得到搬移信号c4，而后将4个频谱搬移信号进行累加，如图2频谱搬移信号所示；
[0034]
完成利用多通道采集器进行高速信号的采集。


技术特征：
1.一种利用多通道采集器进行高速信号采集的方法，其特征在于，包括以下步骤：
①
将高速信号采集带宽b划分为n个低速信号采集带宽b
i
，i＝1，2，...，n，其中b与b
i
为正数，n为正整数，b＝b1+b2+...+b
n
；
②
根据n个低速信号采集带宽b
i
与过渡带宽b
α
得到n个低速信号采集频率f
i
，其中b
α
为正数，f
i
≥b
i
+b
α
；
③
利用n个低速信号采集器分别对应按照低速信号采集频率f
i
对高速信号进行采样，得到n个低速采集信号s
i
；
④
将n个低速采集信号s
i
分别上采样至采样频率f
s
，得到n个上采样信号u
i
，其中f
s
≥b+b
α
；
⑤
根据n个低速信号采集带宽b
i
与过渡带宽b
α
设计n个信号重构滤波器h
i
(f)；
⑥
将n个上采样信号u
i
分别对应通过n个信号重构滤波器h
i
(f)得到n个滤波信号l
i
；
⑦
将n个滤波信号l
i
进行频谱搬移后相互累加；完成利用多通道采集器的高速信号采集。2.根据权利要求1所述的一种利用多通道采集器进行高速信号采集的方法，其特征在于，步骤
③
具体为：利用低速信号采集器1按照低速信号采集频率f1对高速信号采集带宽为0～b1的中心位置进行采样，得到低速采集信号s1；利用低速信号采集器2按照低速信号采集频率f2对高速信号采集带宽为b1～b1+b2的中心位置进行采样，得到低速采集信号s2；以此类推，利用低速信号采集器i按照低速信号采集频率f
i
对低速信号采集器i-1采集部分右侧带宽为b
i
的中心位置进行采集，得到低速采集信号s
i
；其中i＝3，...，n。3.根据权利要求1所述的一种利用多通道采集器进行高速信号采集的方法，其特征在于，步骤
⑤
中信号重构滤波器h
i
(f)的频率响应函数为：4.根据权利要求1所述的一种利用多通道采集器进行高速信号采集的方法，其特征在于，步骤
⑦
具体为：将滤波信号l1搬移至带宽0～b1的中心位置得到搬移信号c1，将滤波信号l2搬移至带宽b1～b1+b2的中心位置得到搬移信号c2，以此类推，将滤波信号l
i
搬移至滤波信号l
i-1
右侧带宽b
i
的中心位置得到搬移信号c
i
，然后将n个频谱搬移信号进行累加；其中i＝3，...，n。

技术总结
本发明公开了一种利用多通道采集器进行高速信号采集的方法，它涉及通信领域中的信号采集、滤波器设计、多速率信号处理等技术。它利用多个低速采集器完成对高速信号的数据采集，各低速采集器采集速率可远低于高速信号采集带宽要求，解决了硬件采集能力不足导致无法满足高速信号采样的问题。本发明具有采样速率高、硬件性能要求低、结构易于扩展等优点，适用于高速通信信号处理等需要高速信号采集的场合。合。合。


技术研发人员：张春晖 张永飞 李辉 岳田
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第五十四研究所
技术研发日：2022.07.19
技术公布日：2022/10/20