[发明专利]一种应用于带通采样的三路信号混叠处理方法

说明书

本发明提供一种应用于带通采样的三路信号混叠处理方法，用于对多频段射频带通信号进行采样、分离处理，对待处理的多频段射频带通信号通过采样流进行三阶带通采样，设置采样频率，使得采样后在同一频域内允许三个信号发生混叠；在采样流间引入延时差，形成具有相位差的采样后信号，根据相位差设计抗混叠滤波器，从而有效消除由其他两种信号引起的混叠现象。通过采用该方法，使用固定的采样频率就可以实现任意位信号的无混叠接收，在接收过程中不需要针对不同位置信号频繁的变更采样频率，简化了模拟前端。

技术领域

本发明涉及软件无线电信号接收领域，尤其是一种应用于带通采样的三路信号混叠处理方法。

背景技术

软件无线电作为一种无线通信的实现方法与手段，已被广泛应用于无线通信特别是4G通信中。软件无线电的核心思想是使尽可能多的功能应用软件实现，尽可能简化模拟部分，因此软件无线电对射频信号的处理要求具有较高的采样速率和精度，带通采样定理的应用可以大大降低所需的射频采样速率，为后面的实时处理奠定了基础。带通采样理论最早由R.G.Vaughan在1991年提出的，近年来由于AD采样技术的发展，采样速率和精度不断提高，带通采样成为实现软件无线电的有力理论支撑。但是现有软件无线电平台应用带通采样理论的并不多，以现在常用的软件无线电通用外设(USRP)为例，采用的是零中频采样方式，采样器的硬件设计部分较为复杂。并且在数字信号处理部分只是做了传统的数字下变频等工作，并没有进行抗混叠滤波器的设计，无法对带有混叠的多带通信号进行接收，限制了软件无线电的通用性。

软件无线电最早被提出是为了解决三军联合作战时军事通信的互通互联问题，目前已从军事领域发展到电子战、雷达、卫星以及现代移动等各个领域。在军事和商业应用中，往往需要同时处理不同频带上的多个射频信号，选择合适的采样频率是接收多频带信号的一个难点。大多数学者在处理多频段信号时，主要考虑在频谱不发生混叠的前提下，选择尽可能低的采样频率以减轻后端数字处理的负担。很多学者也致力于寻找新的算法来简化频率选择过程，但是，这些方法为避免产生混叠必然会限制采样频率的选择，同时繁琐的计算过程也增加了实现的难度，而且采样频率越低采样精度对前置模拟RF带通滤波器的要求也越高，所以一味的追求低的采样频率并不是最优的方法。随着ADC等硬件的发展以及计算机处理能力的增强，能够容许更高的采样频率。

发明内容

发明目的：为解决上述技术问题，本发明提出一种应用于带通采样的三路信号混叠处理方法，实现了软件无线电对多带通信号无混叠接收的要求。具体的，用具有可调时间延迟的三阶带通采样来实现三路混叠信号的接收。

技术方案：为实现上述技术效果，本发明提出的技术方案为：一种应用于带通采样的三路信号混叠处理方法，该方法同时接收不同频带上的多个射频带通信号，对多频段带通信号进行先采样、后分离处理，允许采样后在同一频段内有三个带通信号的频谱发生重叠；

该方法包括步骤：

(1)对待处理的多频段射频带通信号通过采样流进行三阶带通采样，设置采样频率，使得采样后在同一频域内允许三路信号发生混叠；

(2)若采样后的信号没有发生混叠，则对采样后的信号进行下变频转化为基带信号，并将多频段带通信号中的每个信号逐一分离；若采样后在同一频域内有三路信号发生混叠，进入步骤(3)；

(3)针对在同一频域内发生混叠的三个信号设计抗混叠滤波器：