[发明专利]一种用于水声通信接收机的数字下变频器及方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种用于水声通信接收机的数字下变频器及方法。

背景技术

水声通信机常用于海洋环境观测中数据传输等场合，一般采用自带电池的方式，功耗成为一个重要课题。采用数字方式实现的水声通信接收机中的数字下变频功能模块，实现从AD(模拟-数字转换)采样后的高采样率通带信号，到低采样率基带信号的转换，这一转换过程计算量较大，耗费的功耗较大，影响接收机的使用。

图1是现有技术中水声通信接收机示意图。其采用传统的数字下变频方法，即采用基于正交混频的方法，实现从通带信号到复基带信号的转换。这一方法需要对接收到的信号做以下处理：接收带通滤波、正交混频、低通滤波和抽取。其中，低通滤波和抽取需要对正交混频后的实部和虚部分别处理。接收带通滤波和正交混频必须在高采样率下处理，不能和抽取器结合，因而总的计算量较大。

发明内容

针对上述问题，本发明实施例针对水声通信接收机中的数字下变频处理，提出新的算法，可以节省正交混频处理过程，大大节省处理过程的计算量，从而有效地降低解决水声通信接收机的功耗。

在第一方面，本发明实施例提出一种用于水声通信接收机的数字下变频器，其所述数字下变频器包括第一支路、第二支路以及合并模块，所述第一支路，用于根据接收到的通带信号生成下变频实部数据；所述第二支路，用于根据所述通带信号生成下变频虚部数据；所述合并模块，根据所述下变频实部数据以及下变频虚部数据生成复基带数据。

在第二方面，本发明实施例提出一种用于水声通信接收机的数字下变频方法，所述方法包括：根据接收到的通带信号生成下变频实部数据；根据所述通带信号生成下变频虚部数据；根据所述下变频实部数据以及下变频虚部数据生成复基带数据。

本发明实施例针对水声通信接收机中的数字下变频提出一种新的处理方法，省去正交混频处理步骤，降低了计算量，有利于降低功耗。

附图说明

图1是现有技术中水声通信接收机示意图；

图2是基于希尔伯特滤波的下变频处理中各级信号的频谱示意图；

图3是本发明实施例的通信接收机数字下变频结构的一种示意图；

图4是本发明实施例的数字下变频结构对应实部、虚部用到的两支路滤波器的冲激响应示意图；

图5是本发明实施例的下变频结构整体幅频响应曲线示意图；

图6是本发明实施例的通信接收机数字下变频结构中滤波部分的另一种示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明实施例的技术方案做进一步的详细描述。

本发明实施例的目的在于提供一种低计算量的水声通信接收机数字下变频方法以及相应的通信接收机，以满足水声通信机低功耗的要求，从而方便通信接收机的使用——至少同一电池能够为该通信接收机的续航能力得到加强。

水声通信接收机在工作时会对水声信号进行采样，采样率一般为水声信号中心频率的整数倍。为便于叙述，本发明实施例中将水声信号中心频率设置为8kHz，采样率为64kHz。要说明的是这仅仅是一种工作场景，只是为了方便叙述和理解，不能构成对本发明实施例的任何限制。

假设接收信号为r(n)，其经过接收滤波器处理，去除带外信号分量。假设所述接收滤波器的单位冲击响应序列为h₁(n)。那么经过接收滤波器后的信号应该为其中符号表示求两个信号的卷积。r₁(n)经过延迟滤波器后得到信号r2I(n)=r1(n)⊗δ(n-m).]]>