[发明专利]用于迭代盲宽带采样的方法和装置

说明书

技术领域

本发明一般涉及恢复窄带信号，并且更具体地说，涉及用于宽带信号的盲采样以便恢复一个或更多个窄带信号的方法和装置。

背景技术

目前，无线频谱在由诸如移动电话系统、无线局域和个人网络、无线WLAN和WiMAX系统等大量无线系统广泛、动态地使用。相应地，从几千赫兹(kHz)到几千兆赫兹(GHz)范围的传播友好频谱不是由许可系统（例如，蜂窝网络）完全占用，就是受到非许可系统（例如，蓝牙）的过度干扰限制。这激励了最近的研究深入在认知无线电和软件定义无线电的上下文中的稳固频谱感知和动态频谱使用。随着CMOS技术的持续发展，宽带采样方法应用成熟的数字信号处理技术以便改进频谱使用。例如，亚尼奎斯特采样是包括以小于尼奎斯特速率的采样率对宽带信号进行采样并且在数字域中处理它的技术。例如，如在M. Mishali和Y.C. Eldar所著“从理论到实践：稀疏宽带模拟信号的亚尼奎斯特采样”(From Theory to Practice: Sub-Nyquist Sampling of Sparse Wideband Analog Signals, IEEE J, of Selected Topics in Signal Proc, Vol. 4, pp. 375-391, April 2010)（“Mishali等人）中所述，已提议宽带采样的新范例，该文通过引用结合于本文中，就好象其全文在此陈述了一样。根据此技术培训的装置可对宽带信号进行盲采样，即，没有组成宽带信号的窄带信号的中心频率的先验知识。

如在Mishali等人所著中所述，可通过将具有未知谱支持的模拟宽带信号乘以来自一组周期波形的信号而对其进行盲采样。随后，由模数转换器(ADC)以数量级小于尼奎斯特速率的低速率对积进行低通滤波、放大和采样。一旦识别宽带信号的未知谱支持，便可基于用于对信号进行采样的周期波形，使用闭合表达式重构连续信号。

上述盲宽带采样技术在ADC对每个分量进行采样前不采用任何信道选择滤波；每个分量通过相同放大器增益进行处理。相应地，例如在存在诸如相邻信道干扰源或带外干扰源等强干扰源的情况下，在组成宽带信号的窄带信号之间相当大的功率变化可降低恢复的信号的质量。例如，强干扰源可使一个或更多个ADC变得饱和，并且因此随后的数字信号处理（例如，恢复）不能正常操作。

此问题能够通过降低放大器的增益来解决；然而，与所需信号相比，ADC的噪声将成了主导。由于已知技术假设宽带信号由功率类似的窄带信号形成，因此，使用在相当高信噪比(SNR)的常规ADC不能适当地对信号进行采样。

相应地，需要能够使用常规ADC正确恢复窄带信号并且实现可接受SNR值的用于盲宽带采样的方法和装置。

发明内容

本发明的特定实施例涉及用于对宽带信号进行迭代采样以恢复形成宽带信号的一个或更多个窄带信号的装置和方法。

在一个特定方面，用于对宽带信号进行迭代采样的方法包括接收宽带信号和使用包括带有初始增益级别的放大器的采样装置对信号进行采样以便产生多个采样信号。方法还包括从多个采样信号中恢复窄带信号的第一集。随后，对宽带信号进行再采样以产生第二多个采样信号。再采样包括将放大器的增益增大到第二级别和抑制宽带信号的分量。从采样信号的第二集中，可恢复窄带信号的第二集。

在一些实施例中，方法还包括确定一个或更多个恢复的第二窄带信号是否满足预确定的信号质量要求。如果不满足，则可使用不同增益级别和/或抑制技术重复进行采样和恢复步骤。

根据本发明的特定实施例，采样装置包括放大器、低通滤波器、ADC和混频器，混频器配置成接收一个或更多个混频信号，并且混合宽带信号和混频信号以便产生混合信号。在这些实施例中，宽带信号的分量的抑制可包括基于第一多个恢复的窄带信号中的一个或更多个信号，调整混频信号。另外，抑制可包括从混合信号中或直接从宽带信号中减除窄带抑制信号。

在一些实施例中，方法包括使用上变频级将恢复的窄带信号上变频以产生抑制信号。方法还包括从宽带信号中减除抑制信号。此减除可在采样装置接收宽带信号之前完成，或备选在采样装置内完成。