软件无线电数字下变频及抽取技术研究

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1、成绩：软件无线电大作业软件无线电数字下变频及抽取技术研究班级：0107xx学号：0107xxxx姓名：日期：2010-12-179目录摘要3Abstract31引言42级联积分梳状滤波器原理43多路抽取和符号率转换问题53.1问题的提出53.2解决问题的思路64抽取和内插65实时处理结构86结语9参考文献99摘要数字采样及数字下变频技术是研究软件无线电接收机的重要内容之一。其中针对多种速率信号的采样，对可变的信号符号率与固定的系统采样率进行实时匹配问题，是研究多速率信号数字化所遇到的难点问题之一．文中通过抽取

2、和内插技术的组合解决了这一问题。并在此基础上着重研究了高速抽取和内插的多项滤波结构，为数据率的快速匹配奠定了基础。关键词:多相滤波；符号率转换；子带抽取；数字下变频：软件无线电AbstractDigitalsamplinganddigitaldown-conversiontechnologiesareimportantcontentsforstudyofsoftwaredefinedradioreceiver．Sampling，whichisaimingatmultipleratesignals，andrea

3、ltimematchingforthevariableinformationsymbolrateandfixedsystemsamplingrate，arehardproblemsinresearchingthedigitizationofmulti-ratesignal．Inthispaper，theseproblemsaresolvedbythecombinationofdecimationandinterpolationtechnologies．Basedonthis，thepolyphasefilte

4、rstructureofthehigh-speeddecimationandinterpo1ationisemphaticallystudied，thuslayingafoundationfortherapid-ratedatamatch．Keywords:polyphasefilter；symbolconversion；subbanddecimation；digitaldownconversionsoftwaredefinedradio91引言软件无线电是将无线电发信机的数字化点(A/D，D/A)尽可能靠近

5、天线，理想情况是在天线的后端进行射频采样，数字化后，所有的处理都可用具有软件定义的无线通信功能模块来完成。由于受ADC器件的限制，无法直接对射频信号进行采样。因此，目前的方案是在中频进行数字化，即把射频信号经过一次或者多次混频后，将信号搬移到几十MHz的中频段，再进行ADC的带通采样。但是，带通采样后的数据量仍然极大，这对数据进行后处理的DSP器件或FPGA器件不堪重负。软件无线电接收机在中频接收的是系统的整个频段，但对单个用户来说却只占用其中一个很窄的信道，因此数字下变频部分要完成的任务：(1)将包含所有信

6、道的宽带信号进行信道分离，分别提取需要的窄带信道；(2)对于分离后的窄带信号，降低对其的采样频率，从而降低此信道的数据量，以减轻基带处理部分对DsP或FPGA的计算要求的压力。当抽取率尺较大时，若要一次完成抽取，则要求抗混叠滤波器的通带带宽非常窄，过渡带非常陡，则滤波器的阶数必然要求达到几百甚至几千阶，如此大的运算量是DSP或FPGA器件无法实时处理完成的。因此，当抽取率很高时，通常采用多级抽取技术，这样做比单级抽取所需的计算量小得多。多级抽取实现的途径一般采用以抽取率为2的抽取器为基本单元，若抽取率R=R1

7、×2k，则在第一级采用运算简单的级联积分梳状抽取(CascadedIntegrator-Comb，CIC)滤波器，其抽取率为RI；其后，为K个半带滤波器和2倍抽取器。2级联积分梳状滤波器原理级联积分梳状抽取滤波器的基本结构的主要组成部分为抽取器(抽取因子为R)。在抽取器左边是由N个采样频率为fs的级联积分器组成。每一级积分器都是单极点，反馈系数为1的滤波器，它的传输函数为HI(z)=1/(1一z-1)；而在右边是由N个采样频率为fs/R的级联微分器组成。每一级微分器可以延时从此延时参数M滤波器的设计参数，可用

8、来控制滤波器的频率响应，在CIG滤波器设计中，它的值严格限制为1或2。每一级微分器的传输函数为(参考输入采样频率fs/R)：Hc=1-z-RM；最后一级滤波器的输出采样率是fs/R。因此，整个CIC滤波器的传输函数为从式中可以看出，级联CIC抽取滤波器是由N个矩型滤波器级连而成，故名级联梳状滤波器。从结构上看，级联CIC抽取滤波器中只有加法运算而没有乘法运算，故在实现上是很方便的。级联CIC抽取滤波