一种多尺度可配置的窄过渡带信道化器低复杂度实现方法

本发明涉及的是一种电子信息与通信技术，具体地说是窄过渡带信道化器低复杂度实现方法。

背景技术：

1、信道化技术是多载波通信系统中广泛用于解决多信号、多信道同时接收问题的方案，特别是用于接收和检测宽带复杂电磁信号。一方面，需要保证信号检测的准确性，例如，为了检测信号，对于微弱的输入信号，需要进行窄带信道化，以提高信噪比(snr)。另一方面，要求尽量减少接收机的延时，例如对于强信号，不需要相同的窄带信道化，这会增加接收机的延迟。固定的信道化器通常会平衡接收机的总体要求，无法个性化以满足不同信号的需求。

2、多相信道化结构作为一种重要的频域信道化技术兼具了较低的复杂度和高效的实现架构，而传统的多相信道化器不能动态调整信道大小。很多研究已经改进了多相信道化结构以获得更好的性能。在《一种为高分辨率宽带信道设计的低功耗低复杂度可重构的非最大抽取滤波器组》中提出通过增加信道数量来提高频率分辨率和灵敏度，然后使用频率响应屏蔽或无乘法器技术来降低复杂度。在《使用调制完美重构滤波器组的软件无线电系统的高效宽带信道化器》中试图重建信道化子信号以实现可变带宽，这样增加了延迟，降低了时间分辨率抑或增加了数据量。《低复杂度可重构数字中频滤波器的设计》试图为宽带信道化器设计可变带宽滤波器，以实现多尺度接收，但它们比多相信道化更复杂。

3、关于窄过渡带宽滤波器已有许多研究，《内插和频率响应屏蔽fir滤波器设计的统一方法》提出了改进的频率响应屏蔽(frequency response masking,frm)方法，并将其推广到更广泛的滤波器设计。《助听器用低功耗16带非均匀滤波器组的设计》将frm方法应用于滤波器组设计，以降低实现复杂性，实现可配置的均匀或非均匀滤波器组。frm滤波器组可以降低复杂性，但当将frm方法用于多相离散傅里叶变换(dft)信道化器的原型滤波器设计时，在实现过程中不能进行多相分解。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供能解决多相离散傅里叶变换(dft)滤波器组的低复杂度实现问题的一种多尺度可配置的窄过渡带信道化器低复杂度实现方法。

2、本发明的目的是这样实现的：

3、本发明一种多尺度可配置的窄过渡带信道化器低复杂度实现方法，其特征是：

4、(1)延迟和抽取：

5、将采样频率为fs的一个信号转换为采样频率为的m个多相子信号，通过时钟同步延迟数据实现，同步时钟的频率设置为

6、抽取因子为第一个同步处理，其余的子信号由第一个子信号得到：

7、

8、和分别是同步时钟为clk 1和clk 2时的两组多相子信号；

9、(2)多相滤波：

10、将原型低通滤波器通过dh进行抽取，并在多尺度多相滤波器组中体现为丢弃原型多相子滤波器，多尺度的多相子滤波器通过原型的多相子滤波器得到：

11、

12、式中，hdp(m)为多尺度多相子滤波器的脉冲响应，hp(m)为原型多相子滤波器的脉冲响应；

13、通过frm方法降低滤波器的复杂度，并通过cem-frm方法对滤波器的结构进行优化；

14、hpr(n)是半带滤波器，hr(n)简化为多相分量表示为

15、

16、其中hmr,p(n)＝hmr(nk+p)，hmi,p(n)＝hmi(nk+p)；

17、用cem-frm滤波器组表示得到

18、

19、通过cem-frm和系数抽取方法获得原型滤波器的多相分量，通过将多相子滤波器替换为基于cem-frm的多相滤波器组分量，得到低复杂度综合信道化器；

20、(3)fft：

21、基于时间抽取的n点fft逐级分解，直到它被分成几个2点fft，多尺度信道化器中的信道数为其中mpr＝2a，dh＝2c，a,c∈n，并且dh＜mpr，通过调整数据流，从mpro点fft中找到m点fft；

22、通过不同的时钟获得不同尺度的多相子信号，并输出0到m-1相子信号至多相滤波模块，多相滤波后的m相子信号从mpro点fft的0，dh，2dh，…，(m-1)dh引脚输入，同时其他引脚输入为0，从信道化器的0-m输出引脚获得多尺度信道化输出。

23、本发明的优势在于：本发明低复杂度多尺度信道化器的信道大小可以根据输入信号进行配置，能够更灵活地设置性能指标，实现更好的时间和频率分辨率，提高灵敏度，和尽可能的减少延迟，同时通过cem-frm方法对滤波器进行优化，易于工程实现。

技术特征：

1.一种多尺度可配置的窄过渡带信道化器低复杂度实现方法，其特征是：

技术总结
本发明的目的在于提供一种多尺度可配置的窄过渡带信道化器低复杂度实现方法，包括如下内容：延迟和抽取，多相滤波，FFT。本发明低复杂度多尺度信道化器的信道大小可以根据输入信号进行配置，能够更灵活地设置性能指标，实现更好的时间和频率分辨率，提高灵敏度，和尽可能的减少延迟，同时通过CEM‑FRM方法对滤波器进行优化，易于工程实现。

技术研发人员：张文旭,杜沙沙,崔鑫磊,曹舒雅,赵小琪,赵忠凯,郭立民,禹永植
受保护的技术使用者：哈尔滨工程大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13