[发明专利]一种基于多相结构的高效MWC压缩采样数字接收机结构的实现方法

说明书

本发明属于信息与通信工程中的宽带数字接收机领域，具体涉及一种基于多相结构的高效MWC压缩采样数字接收机结构的实现方法。在原有的MWC接收机结构基础上将抽取模块前移到整个数字接收机的最前端，使整个接收机工作在数据速率较低的状态，更好地适于FPGA的工程实现。其中接收机的每一条支路都包括三个模块：串并转换模块、并行相乘模块和多相低通滤波模块。本发明验证了基于多相结构的高效MWC压缩采样结构数字接收机的正确性，为后续基于该新型接收机的整体系统的FPGA实现奠定了理论和硬件实现基础。

技术领域

本发明属于信息与通信工程中的宽带数字接收机领域，具体涉及一种基于多相结构的高 效MWC压缩采样数字接收机结构的实现方法。

背景技术

宽带数字接收机因具有高截获概率、灵活的数字化处理、方便的存储和数据回放等优点 已经被广泛应用到雷达、通信等领域。随着电子侦察所面临的电磁环境越发复杂不断升级， 现代电子战中雷达多采用抗干扰、高分辨、大带宽的低截获雷达信号来提升自己的战场生存 能力。然而传统信道化宽带数字接收机结构大多采用均匀信道化结构，即一旦信道划分后， 信道宽度就不可改变，针对宽带雷达信号会产生严重的跨信道问题，导致信道判决出现错误， 增加了后续信号检测与识别的难度。并且传统信道化宽带数字接收机的采样频率或需要满足 奈奎斯特第一定律或需要满足带通采样定理，因此对于中频宽带信号需要较高的采样频率， 而过高的采样频率会产生大量的数据使后续的信号处理的数据量过于庞大。

目前处理跨信道问题的方法多集中于构建重构滤波器对信号进行重构或构建非均匀滤波 器组，但是在能量判决的过程中因不具有自适应性的能力导致重构不完整或信道判决出错。 2010年Mishali M.等人提出的压缩采样调制宽带转换MWC结构作为目前最为成功的压缩采 样结构。哈尔滨工程大学的陈涛课题组于2016年成功扩展到离散数字领域，用于宽带数字接 收机的设计。该接收机结构利用频域稀疏信号的特点，实现了欠奈奎斯特采样，从而节省了 存储空间，并且减少了分支路数，降低了系统复杂度，最重要的是结构本身成功地解决了跨 信道问题。但在数据采样后其混频和抽取模块需要在高速状态下进行信号处理，而现实中的 FPGA器件无法工作在过高的数据速率状态。如Xinlinx公司最新的Virtex-7系列和Kintex-7 系列最高只能处理300MHz-500MHz的数据速率，而E2V公司生产的EV12AQ600型号高速 ADC的最高采样速率已经可以达到6GHz。这使得MWC结构的数字宽带接收机结构在FPGA 上的实现变得非常困难。因此MWC结构数字宽带接收机的整体降速成为了其现在所面临的 亟待解决的问题。

针对这一问题，本发明将MWC结构的压缩采样宽带数字接收机在结构上进行改进，利 用信号抽取前移时的恒等关系将抽取模块提前，使整个数字接收机结构工作在数据速率较低 的状态下，为工程上的FPGA硬件实现奠定基础。最终将改进后的高效MWC结构接收机的 输出和传统MWC结构接收机的输出进行了对比，验证了整体工作在低速状态的新结构MWC 数字宽带接收机的正确性和可行性。

发明内容

本发明的目的在于将MWC结构的压缩采样宽带数字接收机在结构上进行改进，利用信 号抽取前移时的恒等关系将抽取模块提前，使整个数字接收机结构工作在数据速率较低的状 态下，为工程上的FPGA硬件实现奠定基础。

本发明的目的是这样实现的：

本发明的有益效果在于：本发明改进了原有的MWC压缩采样数字接收机结构，在保证 了整个数字接收机正常工作的前提下，通过信号的抽取变化关系将抽取模块提前到整个接收 机的最前端，使整个数字接收机系统工作在低速状态下，为后续现实工程中利用FPGA实现 MWC压缩数字接收机的构建奠定了基础，改进后的MWC结构数字接收机更具有实际应用 价值。

附图说明

图1为高效多相MWC接收机总体结构框图；

图2为高效多相MWC接收机支路结构框图；