一种支持可变符号速率的前向中频处理系统及方法与流程

本发明涉及卫星通信领域。更具体地，涉及一种支持可变符号速率的前向中频处理系统及方法。

背景技术：

1、现有的前向中频可变符号速率选择集合是有限的，实现复杂度高，并且符号速率和中频的采样速率需要有严格的整数倍关系。另外根据卫星通信带宽需求的变化，要求中频处理支持符号速率在较大范围内可变。

2、因此亟待提出一种支持可变符号速率的前向中频处理系统及方法，用于解决较大范围的可变符号速率的问题，满足宽带系统灵活配置的需要。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种支持可变符号速率的前向中频处理系统及方法，以解决现有技术存在的问题中的至少一个。

2、为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

3、本发明第一方面提供了一种支持可变符号速率的前向中频处理系统，该系统包括：

4、前向可变速率发射机，用于对具有可变符号速率的第一基带信号进行第一速率插值操作、第一时域滤波并行操作、第二速率插值并行操作、第二时域滤波并行操作、第三速率插值并行操作和第一数字混频并行操作以生成具有第一采样速率的并行的第一中频数字信号，并将所述并行的第一中频数字信号发送至数模转换单元进行采样操作并生成第一中频模拟信号；

5、前向可变速率接收机，用于对并行的第二中频数字信号进行移频并行操作、希尔伯特变换并行操作、频域滤波并行操作、时域滤波并行操作以及插值并行操作以生成具有采样速率为多倍所述可变符号速率的并行的第二基带信号；其中，所述第二中频数字信号为经模数转换单元对接收的第二中频模拟信号进行采样操作并生成的中频数字信号。

6、可选地，所述前向可变速率发射机包括第一速率插值单元和至少一个并行支路，每个所述并行支路包括第一根升余弦滤波单元、多个第二速率插值单元、与所述第二速率插值单元一一对应的多个第一半带滤波单元、多个第一拉格朗日插值单元以及与所述第一拉格朗日插值单元一一对应的多个第一数字移频单元；其中，

7、所述第一速率插值单元的输入端接收所述第一基带信号，所述第一速率插值单元的输出端与每个所述第一根升余弦滤波单元的输入端连接；

8、每个所述第一根升余弦滤波单元的输出端分别与对应支路的每个所述第二速率插值单元的输入端连接，每个所述第二速率插值单元的输出端与对应的所述第一半带滤波单元的输入端连接；

9、每个所述第一半带滤波单元的输出端分别与对应支路的每个所述第一拉格朗日插值单元的输入端连接，每个所述第一拉格朗日插值单元的输出端与对应的所述第一数字移频单元的输入端连接；

10、多个所述第一数字移频单元的输出端输出并行的所述第一中频数字信号。

11、可选地，所述第一拉格朗日插值单元的步进为：

12、

13、式中，为所述可变符号速率；为所述数模转换单元的采样速率。

14、可选地，所述前向可变速率接收机包括多个第二数字移频单元、快速傅里叶变换单元、第一频域滤波单元、快速傅里叶逆变换单元、多个第二拉格朗日插值单元和多个第三时域滤波单元；其中，

15、多个所述第二数字移频单元的输入端接收所述并行的第二中频数字信号，多个所述第二数字移频单元的输出端与所述快速傅里叶变换单元的输入端连接；

16、所述快速傅里叶变换单元的输出端与所述第一频域滤波单元的输入端连接，所述第一频域滤波单元的输出端与所述快速傅里叶逆变换单元的输入端连接；

17、所述快速傅里叶逆变换单元的输出端与多个所述第二拉格朗日插值单元的输入端连接，多个所述第二拉格朗日插值单元的输出端与多个所述第三时域滤波单元的输入端连接；

18、多个所述第三时域滤波单元的输出端输出所述并行的第二基带信号。

19、可选地，所述前向可变速率接收机包括快速傅里叶变换单元、第一频域滤波单元、第一频域移频单元、快速傅里叶逆变换单元、多个第二拉格朗日插值单元和多个第三时域滤波单元；其中，

20、所述快速傅里叶变换单元的输入端接收所述并行的第二中频数字信号，所述快速傅里叶变换单元的输出端与所述第一频域滤波单元的输入端连接；

21、所述第一频域滤波单元的输出端与所述第一频域移频单元的输入端连接，所述第一频域移频单元的输出端与所述快速傅里叶逆变换单元的输入端连接；

22、所述快速傅里叶逆变换单元的输出端与多个所述第二拉格朗日插值单元的输入端连接，多个所述第二拉格朗日插值单元的输出端与多个所述第三时域滤波单元的输入端连接；

23、多个所述第三时域滤波单元的输出端输出所述并行的第二基带信号。

24、可选地，所述第一频域滤波单元的单边通带带宽为：

25、

26、式中，为所述可变符号速率；为所述第一频域滤波单元的滚降系数；为信道间隔保护系数；表示信道；表示通带幅值为1；

27、所述第二拉格朗日插值单元的步进为：

28、

29、式中，为所述可变符号速率；为所述快速傅里叶逆变换操作后的数据样点速率。

30、可选地，所述第一频域滤波单元为路并行处理结构，所述第一频域滤波单元包括个滤波器因子，所述个滤波器因子在所述路并行处理结构中以长度为依次并行排列；其中，

31、所述第一频域滤波单元的输入与输出的关系为：

32、

33、式中，为所述快速傅里叶变换单元生成的多路并行的第个频域信号；为第个滤波器因子；为所述第一频域滤波单元输出的滤波后的并行的第个滤波信号；。

34、本发明第二方面提供了一种支持可变符号速率的前向中频处理方法，该方法包括：

35、利用前向可变速率发射机，对具有可变符号速率的第一基带信号进行第一速率插值操作、第一时域滤波并行操作、第二速率插值并行操作、第二时域滤波并行操作、第三速率插值并行操作和第一数字混频并行操作以生成具有第一采样速率的并行的第一中频数字信号，并将所述并行的第一中频数字信号发送至数模转换单元进行采样操作并生成第一中频模拟信号；

36、利用前向可变速率接收机，对并行的第二中频数字信号进行移频并行操作、希尔伯特变换并行操作、频域滤波并行操作、时域滤波并行操作以及插值并行操作以生成具有采样速率为多倍所述可变符号速率的并行的第二基带信号；其中，所述第二中频数字信号为经模数转换单元对接收的第二中频模拟信号进行采样操作并生成的并行的中频数字信号。

37、可选地，所述前向可变速率接收机包括多个第二数字移频单元、快速傅里叶变换单元、第一频域滤波单元、快速傅里叶逆变换单元、多个第二拉格朗日插值单元和多个第三时域滤波单元，所述前向中频处理方法进一步包括：

38、通过多个所述第二数字移频单元接收所述并行的第二中频数字信号，并将数字移频后的并行的数字移频信号传输至所述快速傅里叶变换单元；

39、通过所述快速傅里叶变换单元对接收的所述并行的数字移频信号进行傅里叶变换并将生成的并行的频域信号传输至所述第一频域滤波单元；

40、所述第一频域滤波单元对所述并行的频域信号进行滤波并将滤波后的并行的滤波信号传输至所述快速傅里叶逆变换单元；

41、所述快速傅里叶逆变换单元对所述并行的滤波信号进行傅里叶逆变换并将生成的并行的时域信号传输至多个所述第二拉格朗日插值单元；

42、多个所述第二拉格朗日插值单元对所述并行的时域信号进行插值操作并将生成的并行的插值信号传输至多个所述第三时域滤波单元，经多个所述第三时域滤波单元滤波后输出所述并行的第二基带信号。

43、可选地，所述前向可变速率接收机包括快速傅里叶变换单元、第一频域滤波单元、第一频域移频单元、快速傅里叶逆变换单元、多个第二拉格朗日插值单元和多个第三时域滤波单元，所述前向中频处理方法进一步包括：

44、通过所述快速傅里叶变换单元接收所述并行的第二中频数字信号进行傅里叶变换并将生成的并行的频域信号传输至所述第一频域滤波单元；

45、所述第一频域滤波单元对所述并行的频域信号进行滤波并将滤波后的并行的滤波信号传输至所述第一频域移频单元；

46、所述第一频域移频单元对所述并行的滤波信号进行移频并将移频后的并行的数字移频信号传输至所述快速傅里叶逆变换单元；

47、所述快速傅里叶逆变换单元对所述并行的数字移频信号进行傅里叶逆变换并将生成的并行的时域信号传输至多个所述第二拉格朗日插值单元；

48、多个所述第二拉格朗日插值单元对所述并行的时域信号进行插值操作并将生成的并行的插值信号传输至多个所述第三时域滤波单元，经多个所述第三时域滤波单元滤波后输出所述并行的第二基带信号。

49、本发明的有益效果如下：

50、本发明提供的一种支持可变符号速率的前向中频处理系统，可支持任意符号速率配置，符号速率可在十几兆到几百兆符号速率之间变化；并且不需要采用多种滤波器级联组合，结构简洁，实现复杂度低。