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1、多速率信号处理的设计与实现本文由山东威海山大贡献pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。2006年12月 实验科学与技术第6期大学生实验园地?3多速率信号处理的设计与实现陈亦欧,李广军(电子科技大学 成都 610054)33摘要:多速率信号处理是软件无线电的理论基础,该文介绍了一种高效的多速率信号处理方法,即采用CIC滤波器、HB滤波器、FIR滤波器和多相滤波器等实现抽取和内插以达到改变信号速率的目的。文中介绍了各种滤波器的基本原理,分析了设计实现时需要注意的问题,并给出了采用这种
2、多速率信号处理方法实现数字下变频的设计结果。关键词:多速率信号处理;CIC滤波器;HB滤波器;抽取;内插;多相滤波中图分类号:TN92 文献标识码:A 文章编号:1672-4550(2006)06-0113-04DesignandRealizationofMulti-RateSignalProcessign(UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChina Chengdu 610054)Abstract:Multi-Ratesignalprocessingisabasictheoryinsoftwareradio.T
3、hispaperintroducesamethodofmulti-ratesignalprocessing,whichusesCICfilters,HBfilters,FIfiltersandpolyphasefil2Rofusingthistechniquetodesignadigitaldownconverter.terstoreachthegoalofdecimationandinterpolation,inordertochangetherateofdigitalsignalsItin2.troducesthestructuresofthetypicalfilt
4、ers,analyzessomerelevantissues,andbringsforwardtheresultKeywords:multi-ratesignalprocessing;CIfilter;HBfilter;deciate;interpolate;polyphaseCmCHENYi2,LIGuang2junouCIC1 引言使频谱变坏。因此,多速率信号处理的实质是通过时域上的抽取和内插,加以几种典型滤波器的配合工作,以达到信号速率转换的目的。一个典型的多速率信号处理结构如图1所示。→滤波器→HB抽取多速率信号处理是软件无线电系统中的基础理论,它通过内插和抽
5、取改变数字信号的速率,以适应软件无线电系统中不同模块对信号速率的不同要[1-2]求,是数字下变频和数字上变频的重要技术。实际工程中,为了改变信号速率并且避免信号频域混叠,通常采用以下几种滤波器来实现:CIC抽取滤波器,2倍抽取或者内插的HB滤波器,多相结构滤波器和FIR滤波器。滤波器→滤波器→FIR多相滤波器组→滤波器→HB内插图1 一种典型的多速率信号处理结构2 多速率信号处理的算法及实现由于CIC滤波器结构简单、电路工作频率高,故多用于高速数字信号处理的第一级。经过它的整数倍抽取,高速信号的速率得到大幅降低。HB抽取滤波器的计算量比一般的FIR滤波器小一半,处理速率
6、也较高,但是因为每级滤波器只能进行2倍抽取,所以用N个级联的HB抽取滤波器组对信号多速率信号处理的基础是抽取和内插,直接在时域上进行抽取和内插会导致频域的扩展和压缩,333[收稿日期]2006-08-02[作者简介]陈亦欧(1982-),女,硕士研究生,主要研究方向为数字信号处理与ASIC设计。—113—2006年12月ExperimentScience&Technology 第6期进行2倍抽取。由于CIC滤波器和HB滤波器都是混叠滤波器,因此信号需经过FIR滤波器滤除无用的频率分量后,再进行下一步处理。多相滤波器组可以进行分数倍采样速率
7、的转换,使速率的转换更加灵活,也使整个系统的输出速率能够满足特殊应用场合的需求。在多相滤波器组后,还可用级联的HB内插滤波器组来提高输出信号的时间分辨率。下面将详细介绍各滤波器的算法及设计实现时需要注意的问题。211 积分梳状滤波器(CIC滤波器)CIC滤波器是由积分器H1(z)和梳状滤波器:ωDωωω(1-D)/2j-1j)×a()×eH(e=D×a(SS22其中,D是抽取因子。由于单级CIC滤波器的旁瓣电平只比主瓣电平H2(z)级联而成,它的频率响应为[3]N抽取时的无混叠信号带宽。这种情况下,可以采用先对数据进行内插补零再用CIC滤
