基于牛顿向后插值滤波器实现通信测量仪器重采样的方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及仪器仪表技术领域，尤其设及通信测量仪器技术领域，具体是指一种 基于牛顿向后插值滤波器实现通信测量仪器重采样的方法。
【背景技术】
[0002] 矢量信号发生器主要用于通信测试测量领域，它能够产生任意波形信号、IQ正交 调制信号W及第=、第四代移动通信标准信号，W满足现今快速发展的无线通信测试需求。 矢量信号分析仪是将接收到的通信信号经过相应的解调后，用于对其频谱、相位及测量误 差等性能指标进行分析的仪器。
[0003] 在数字通信系统中，符号速率要与采样速率成整数倍关系，才能保证符号定时恢 复时采到最佳采样点。但实际信号源和分析仪为了满足各种场合的需要，其符号速率是宽 范围、连续可变的，而采样速率是固定的，两者无法满足整数倍的关系。如果没有经过处理， 成形滤波后的基带信号存在失真，而分析仪也不能确定最佳采样点，符号恢复时刻有偏差， 严重影响解调性能。因此必须对基带信号进行重采样，信号源的重采样是将可变速率的基 带信号转换到一个固定的采样速率;信号分析仪的重采样过程则相反，是将接收到的固定 采样率的信号转换到一个与符号速率成整数倍关系的采样速率上。当符号速率与采样速率 比率很大时，要插值(抽取)的点数很多，因此必须寻找一种高效的重采样算法。
[0004] 传统方法是基于整数倍内插、抽取CIC滤波器实现的，当转换率很大或者是一个无 理数时，前后内插和抽取的阶数很大，计算效率很低，实现起来不现实。一种方案是FARROW 滤波器，它有固定的延时系数和可变的分数延时，通过调整分数延时来确定插值时刻。该结 构类似于FIR滤波器，但其加法器和乘法器的数量是其阶数的平方，当转换率较高时其计算 量还是比较大。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种能够实现基于等距牛顿 向后插值多项式构造出的插值滤波器实现的任意比率、宽范围的基带信号重采样的基于牛 顿向后插值滤波器实现通信测量仪器重采样的方法。
[0006] 为了实现上述目的，本发明的基于牛顿向后插值滤波器实现通信测量仪器重采样 的方法具有如下构成：
[0007] 该基于牛顿向后插值滤波器实现通信测量仪器重采样的方法，其主要特点是，所 述的方法包括W下步骤：
[000引（1)接收所述的通信测量仪器的采样数据；
[0009] (2)根据牛顿向后插值滤波器的插值抽取算法对所述的采样数据进行重采样。
[0010] 较佳地，所述的通讯测量仪器为矢量信号发生器时，所述的步骤（1)，包括W下步 骤：
[0011] (1-1-A)根据基带码元数据生成正交IQ数据；
[0012] (I-I-B) W整数倍符号速率的采样率fsO对所述的IQ数据进行采样；
[OOU] (1-1-C)对所述的的IQ数据进行成形滤波。
[0014] 更佳地，所述的步骤(2)包括W下步骤：
[0015] (2-1-A)根据牛顿向后插值滤波器的插值抽取算法对所述的IQ数据进行重采样；
[0016] (2-1-B)生成矢量信号发生器所需的采样率为fsl的IQ数据。
[0017] 较佳地，所述的通信测量仪器为矢量信号分析仪，所述的步骤(1 )，具体为：
[0018] 接收到矢量信号分析仪采样率为fsl采样得到的IQ数据。
[0019] 更佳地，所述的步骤(2)，包括W下步骤：
[0020] (2-1-B)根据牛顿向后插值滤波器的插值抽取算法对所述的IQ数据进行重采样；
[0021] (2-2-B)生成整数倍符号速率的采样率fsO的IQ数据；
[0022] (2-3-B)对所述的IQ数据进行符号同步和载波同步；
[0023] (2-4-B)对所述的IQ数据进行解调。
[0024] 较佳地，所述的根据牛顿向后插值滤波器的插值抽取算法对所述的采样数据进行 重采样，包括W下步骤：
[0025] (2-1)初始化延时系数d = 0;
[0026] (2-2)判断d是否小于0,如果是继续步骤(2-2)，否则继续步骤(2-3);
[0027] (2-3)输入当前IQ数据yn，根据公式乃-VK-Vn-I计算啡介向后差分值， 并使延时系数d减1，然后继续步骤(2-2);
[0028] (2-4)根据公式 计算啡介牛顿插值滤波器系数，然后 继续步骤(2-5);
[0029] (2-5)根据步骤(2-3)计算得到的差分值计算啡介牛顿插值滤波器的输出，并使延 时系数d加上步进值R，R为输入IQ信号采样率/输出IQ信号采样率，然后继续步骤(2-2)。
[0030] 采用了该发明中的基于牛顿向后插值滤波器实现通信测量仪器重采样的方法，可 W实现任意比率的基带信号重采样，具有结构简单、效率高、转换率宽的优点，特别适用于 信号源和分析仪运种符号速率宽范围且连续可变的场合，当转换比率很大时运算速度很 快。啡介牛顿向后插值滤波器包括3K-1个加法器和2K-1个乘法器。相对于啡介FARROW滤波器 的K 2个加法器和K2个乘法器，降低了算法复杂度，具有更广泛的应用范围。
【附图说明】
[0031 ]图1为本发明的牛顿向后插值滤波器结构图。
[0032] 图2为本发明的转置牛顿向后插值滤波器结构图。
[0033] 图3为本发明的基于牛顿向后插值滤波器提出的插值原理图。
[0034] 图4为本发明的基于牛顿向后插值滤波器提出的抽取原理图。
[0035] 图5为本发明的基于牛顿向后插值滤波器提出的插值和抽取算法流程图。
[0036] 图6为本发明的基于牛顿向后插值滤波器的插值抽取算法提出的矢量信号发生器 基带IQ信号重采样方法的流程图。
[0037] 图7为本发明的基于牛顿向后插值滤波器的插值抽取算法提出的矢量信号分析仪 基带IQ信号重采样方法的流程图。
【具体实施方式】
[0038] 为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的 描述。
[0039] 为了实现上述目的，该基于牛顿向后插值滤波器实现通信测量仪器重采样的方法 包括W下步骤：
[0040] (1)接收所述的通信测量仪器的采样数据；
[0041] (2)根据牛顿向后插值滤波器的插值抽取算法对所述的采样数据进行重采样。
[0042] 在一种较佳的实施方式中，所述的通讯测量仪器为矢量信号发生器时，所述的步 骤(1)，包括W下步骤：
[0043] (1-1-A)根据基带码元数据生成正交IQ数据；
[0044] (I-I-B)W整数倍符号速率的采样率f SO对所述的IQ数据进行采样；
[0045] (1-1-C)对所述的的IQ数据进行成形滤波。
[0046] 在一种更佳的实施方式中，所述的步骤(2)包括W下步骤：
[0047] (2-1-A)根据牛顿向后插值滤波器的插值抽取算法对所述的IQ数据进行重采样； [00 4引（2-1-B)生成矢量信号发生器所需的采样率为fsl的IQ数据。
[0049] 在一种较佳的实施方式中，所述的通信测量仪器为矢量信号分析仪，所述的步骤 (1)，具体为：
[0050] 接收到矢量信号分析仪采样率为fsl采样得到的IQ数据。
[0051 ]在一种更佳的实施方式中，所述的步骤(2)，包括W下步骤：
[0052] (2-1-B)根据牛顿向后插值滤波器的插值抽取算法对所述的IQ数据进行重采样；
[0053] (2-2-B)生成整数倍符号速率的采样率fsO的IQ数据；
[0054] (2-3-B)对所述的IQ数据进行符号同步和载波同步；
[0055] (2-4-B)对所述的IQ数据进行解调。
[0056] 在一种较佳的实施方式中，所述的根据牛顿向后插值滤波器的插值抽取算法对所 述的采样数据进行重采样，包括W下步骤：
[0057] (2-1)初始化延时系数d = 0;
[0058] (2-2)判断d是否小于0,如果是继续步骤(2-2)，否则继续步骤(2-3);
[0059]