【正文】 f0:150MHz B:50MHz ? 主要特點： 1） 處理帶寬 B Bs（信號帶寬），中頻帶寬內包含有多個信道，至于對帶寬 B內位于某一特定信道上的信號所需進行的解調、分析、識別等處理，將由后續(xù)的信號處理器及軟件來完成。 3） 由于中頻帶寬增加了，本振信號就可以按照大步進來設計，這樣可以大大簡化本振源的設計，有利于減小體積，改善性能，降低成本。 2）天線與 A/D之間比較接近，只有跟蹤濾波器和放大器。因此這種結構和理想化的軟件無線電是比較接近的。 ? 在采樣后濾波：對于寬帶信號的單個信道進行分析時，必須首先拾取該信道的信號，就需要濾波處理。當信號落在“盲區(qū)”里面時，將被濾波器濾除，而無法對這些信號進行采樣數字化（至少降低信號采樣靈敏度）。（見下圖） )(fHf39。01f)( fH00f 01f 02ff2Sf? 根據帶通采樣定理，為了對中心頻率為 f’om的這一“盲區(qū)”頻帶進行采樣數字化，所要求的采樣速率為： （ 1） ? 易知“盲區(qū)”中心頻率為： （ 2） ? 將式 2代入式 1，可得： （ 3） )0 , 1 , 2(m 2 )1(39。12 4 ???? omsm fnfSsm fnmf12)22(???? 在式 3中， m取不同的值對應不同的“盲區(qū)”，而n的選取應盡量使 fsm 靠近 fs（但小于 fs），以減小采樣振蕩器的頻率設置范圍。 SSsm fnfmf )1211()3211(??????)( fHf0B 0BmB2Sf2Smfsosm frrBfB212/ ????? 下面給出“盲區(qū)”采樣的濾波矩形系數 rm 與主采樣的濾波矩形系數 r 的關系： 1)1211(12/????????rrnffrrBfrssmmsmm167。但是高采樣率帶來了高數據流速率，導致后續(xù)信號處理的問題。抽取過程及抽取器符號見下圖。nxnx??? ??????? 其他 0,...)2 D ,D,0,(n ,11 102DlDnljeD?]1)[()(39。)(??????? Dmzmx )(39。 )( ?jeX)( /) 2( DljeX ?? ?)( ?jD eX?2? ?? ? ?2000?2? ?? ? ?2?2? ?? ? ?2直接抽取序列，頻譜產生混疊 ? 預濾波 — 解決混疊的良藥！ 由上圖可見，抽取后的頻譜產生了嚴重的混 疊，使得從 中已經無法恢復出我們所感興 趣的信號頻譜分量。 )( ?jD eX)( ?jeX )( ?jeX)( ?jeX)( ?jeH)(39。 )( ?jD eX)( ?jeXD )( ?jLP eH完整的抽取器方框圖 整數倍內插 所謂整數倍內插就是指在兩個原始采樣點之間插入（ I－ 1）個零值，若設原始抽樣序列為x(n)，則內插后的序列 xI (m) 為： ????? ????其他 ,020( ,)( I .. .. .. )I,m)Imx(mxI? 內插過程如圖所示： )(39。并且在未經濾波前，頻譜除了含有基帶分量外，還含有原始信號的高頻成分。 I )( ?jeX )( ?jI eX)( ?jLP eH)(39。 取樣的分數倍變換 前面討論的整數倍抽取和內插實際上是取樣率變換的一種特殊情況，即：整數倍變換的情況。 假如分數倍變換的變換比為： R = D/I， 怎么辦？ ? 先內插，再抽取？ ? 先抽取，再內插？ 二者皆可？ ? 一定要先內插?。? SfI D Sf39。主要表現(xiàn)在抽取器模型中，低通濾波器位于抽取因子之前（即LPF是在降速之前實現(xiàn)的），而在內插器模型中，LPF是在內插因子之后（ LPF在提速之后進行）。面臨這種情況，我們采用多相濾波結構來解決。 ?jI eX完整的內插器方框圖 ? 設數字濾波器的沖擊響應為 h(n) , 則其 Z 變換定義為： ??????? nznhzH )()(]))(([)(10nnDDkK zKnDhzzH ????????? ?? ???????????nnK zKnDhzE )()(將式子展開整理可重寫為： 令： )()(10DKDKK zEzzH ?????得： 數字濾波器的多相結構（抽取） D … x(n) y(n) 1?Z1?Z1?Z)(0 DzE)(1 DzE……… )(1 DD zE ?得到數字濾波器的多相濾波結構。其圖示如右： ? 再根據抽取器的等效關系，我們不難得到抽取器的多相濾波結構： D … x(n) y(n) 1?Z1?Z1?Z)(0 zE)(1 zE……… )(1 zED?D D 抽取器的多相濾波結構 ? 同理，我們可以得出適合于內插器的多相濾波結構的另一種表達式： 根據表達式，我們可以畫出適合內插的數字濾波器的結構框圖。此時設計抽取濾波器：要求阻帶衰減小于 ，可計算濾波器的階數為 2233（見濾波器設計小節(jié)）。 解： 直接計算： 100 X 2233= 需要約 200個 C6xxx的處理能力 多相分解： 100 X 2233/400= 只需要 1個 C6xxx的處理能力 取樣率變換的多級實現(xiàn) ? 問題延伸： 設輸入采樣率為 fs＝ 100MSa/S，最終數據流 250KSa/S，抽取倍數為 400，信號帶寬為 100KHz，要求阻帶衰減小于 ，求用窗函數法設計濾波器時濾波器的階數？ 解： ? 由此可見，抽取和內插一次性完成，表面看起來簡單，但實際實現(xiàn)的時候會碰到比較大的困難。 ? 方法一：“整帶”抽取 所謂“整帶”抽取是指帶通信號關系滿足如下關系時的抽取，即帶通信號的最高和最低頻率和是信號帶寬的整數倍。 所以，我們需要有其他的出路！ BfD S2?? 方法二：頻譜搬移 — 正交抽取結構 我們可以先把位于中心頻率 f0處的帶通信號搬移到基帶，然后利用低通信號的抽取方法進行抽取。我們先來看看頻譜示意圖 )( 2 fjeX ?0f HfHf? Lf? Lf0f? 0f a) 實帶通信號 )( 2~ fjeX ?02B2B?f b) 帶通信號的基帶表示 ? 從頻譜圖中可以看出，經過頻移的信號頻譜并不是關于實軸對稱的。 ? 為了解決這個問題，我們采用 邊帶調制技術 ，以實現(xiàn)帶通信號的實抽取。 軟件無線電的高效數字濾波 通過前面的討論可知，無論抽取還是內插，都離不開數字濾波器，該濾波器性能的好壞將直接影響取樣率變換的效果及其實時處理能力。 數字濾波器設計的理論基礎 ? 數字濾波器的數學表達式： y(n) = ∑h(k) x(nk) = h(n) * x(n)