范大学物理与电子工程学院答辩论文含多采样率滤波器的无线通信系统的实现无线通信系统模块搭建是业内领先的高级系统级开发工具，借助来设计高性能系统，其强大的提取功能可利用最先进的芯片来开发高度并行的系统，并和公司产品实现无缝链接，快速建模并自动生成代码。最大的特点就是可利用建模和仿真环境来实现设计，而无需了解和使用级硬件语言，让设计者能够发挥基于的的最大性能和灵活性，并缩短整个设计的周期。如图所示，这是无线通信系统的模块图。其中中频信号模块，解调模块和变采样滤波器模块都是中的子系统，子系统中还有器件的搭建，可以实现特定功能。图无线通信系统模块搭建如图所示是图中接受中频信号模块的具体实现系统。徐州师范大学物理与电子工程学院答辩论文图接受中频信号仿真模块如图所示是图中解调模块的具体实现系统。图解调模块的实现如图所示是图中变采样滤波器模块的具体实现系统。图变采样滤转换后的数据流行降速处理。这样就需要采用内插和抽取的原理。内插和抽取是多速率信号处理中最基本的理论。由于受论文时间和客观条件等各方面的限制，同时在理论研究和仿真过程中，由于水平有限，难免会出现些不足和差错，还请批评指正。徐州师范大学物理与电子工程学院答辩论文参考文献，北京电子工业出版社，胡广书数字信号处理理论算法与实现第二版北京清华大学出版社，史毅俊，朱杰滤波器的优化设计及的实现电子测量技术器模块的实现通信系统仿真结果图是图中搭建系统的仿真结果。其中图中信号是原始模拟信号，信号二是中频采样数字信号的仿真结果，信号三是降采样率之后的数字信号即基带信号的仿真结果。其中总的抽取系数为，利用了个级的的抽取滤波器和个半带滤波器。徐州师范大学物理与电子工程学院答辩论文可见数字中频信号的采样率是非常高的，但在实际基带处理中不需要这么高采样率的数字信号。所以经过降采样滤波器的处理后得到信号三，可见信号三的采样率明显变低。同时从三个信号的比较可以看出信号的特性得到很好的保持，只不过采样率根据我们的需要而改变了。徐州师范大学物理与电子工程学院答辩论文结束语目前的芯片不再扮演胶合逻辑的角色，而成为数字信号处理系统的核心器件。在芯片内，不仅包含了逻辑资源，还有多路复用器存储器硬核乘加单元以及内嵌的处理器等设备，并且还具备高度并进行计算的能力，使得已成为高性能数字信号处理的理想器件，特别适合于完成数字滤波快速傅里叶变换等。但遗憾的是，并未在数字信号处理领域获得广泛应用，主要原因就是首先，大部分设计者通常对语言或工具很熟悉，却不了解硬件描述语言和其次，部分工程师认为对语言在语句可综合方面的要求限制了其编写算法的思路。在数字滤波器的设计过程中，为了能够有效地进行抽取滤波，往往采用多级抽取的办法。数字信号处理的过程中最常见的问题就是采样频率的提高，它带来的个主要问题就是采样后的数据流速率很高，导致后续的信号处理速度跟不上特别是对有些同步解调算法，其计算量太大，如果其数据吞吐率太高是很难以满足实时性的要求的，所以有必要对减采样处理常分两级实现，第级为个不含乘法运算的级滤波器，同时执行个减采样处理。滤波器后面跟随两个或多个半带滤波器对主瓣增益进行修正，目的是对主瓣中心含有较大混叠能量的频率区徐州师范大学物理与电子工程学院答辩论文域进行抑制，该混叠是由减采样处理引起的。多采样率数字信号处理多采样率数字信号处理的主要问题就是要设计个有效的系统，使数字信号的采样率提高或者降低任意倍。我们把降低信号采样率的过程叫做抽取，亦称采样率压缩，而把提高信号采样率的过程叫做内插，亦称采样率扩张。基本的采样率变换有整数倍抽取整数倍内插和分数倍的采样率变换，如图所示。图中，信号序列的不同下标表示不同的采样率，为信号的原始采样率。图中表示倍抽取，即每个原始采样抽取个↑表示倍零值内插，即每两个相邻原始采样点之间均匀地插入个零点。其中的滤波器是为了滤除抽取中的混叠信号频谱和内插中的镜像信号频谱，它们分别称为抗混叠滤波器和去镜像滤波器。图对采样率数字信号处理概念示意图无线接收机系统在传统的接收机中，如图所示，它需执行两次频率变换，又称为双变频接收机。接收机对输入信号进行镜像抑制滤波和功率放大后，接收器对输入信号进行镜像抑制滤波和功率放大后，将其从选定的射频信道下变频后送入中频滤徐州师范大学物理与电子工程学院答辩论文波器，完成初步的带宽限制。中频滤波器的输出通过匹配正交混频器完成向基带的下变频，混频器后的模拟基带滤波器完成最终的带宽控制。每路正交下变频信号再通过对匹配模数转换器变为数字信号形式，该信号进步经处理执行必要的同步均衡解调检测和信道译码处理。图传统接收机结构图第二代无线接收机结构正交混频得更多的滤波器是两类高效的数字滤波器半带滤波器，和级联积分梳状滤波器，。由于各自滤波器系数的特殊性，它们在节省运算量和存储量方面显得特别有效。多采样滤波器仿真工具中提供了滤波器的函数包，我们可以准确方便地完成滤波器的仿真。的仿真程序可在附带的程序包得到。如下是的仿真结果，由于我们主要研究数字下变频器中多采样率滤波器的应用，所以只仿真抽取型滤波器。其中图抽取系数为的滤波器。参数设置抽取因子设置为利用函数生成抽取滤波器的系数是滤波器输出，是输入信号，是滤波器系数。原始信号徐州师范大学物理与电子工程学院答辩论文抽取后图滤波器仿真结果如图所示这是半带滤波器的仿真图。半带滤波器本身的特征决定它是抽取率为的滤波器，而且可以由滤波器方便地实现。参数设置是半带滤波器的抽取因子，是设定半带滤波器的阶数，必须是个偶数，是通带的归化频率决定通带和阻带的最大波纹是抽取因子，是半带滤波器的系数。原始信号徐州师范大学物理与电子工程学院答辩论文抽取后数字信号图是半带滤波器仿真图多采样率波器的实现如图所示这是由程序在软件中综合后仿真得到的模拟基带滤波器和模数转换器中两条支路上增益和相位的不平衡，会导致同相和正交分量之间的串话。另外，模数转换会在基带信号的中心频率处产生个直流分量，儿模拟滤波器又将引入群时延是真。对此，可在接收机的后台中心采用自适应算法来消除以上的不平衡直流分量和相位失真。我们要做的是将全部的基带处理任务放到域中进行，以完全消除以上失真的影响，而不是通过在域中修修补补来弥补模拟处理造成的损伤。除了能避免由于模拟分量差异造成支路信号不平衡带来的性能损失由于时间和温度变化造成元器件参数变化带来的性能损失以及模拟滤波器带来的群时延失真以外，插入处理模块在滤波器设计上有更大的灵活性，其带宽和采样率可通过程序进行设置。如图所示，在第二代接收机中结构发现器处理流程有两个重要的变化。首先，在中频进行模数转换，其信号频率高于基带处理，因此采样率更高。其次，对目标信道进行下变频是通过数字下变频器和数字低通滤波器来实现的，由于采样率高了，因此必须包含重采样处理。引入这种额外的处理开销所换来的好处是，基于的下变频不存在由信号不平衡带来的失真项。数字转换处理的另个好处是，处理所用的数字滤波器可设计为具有线性相位特性，可以很简单地用数字非递归滤波器形式来实现。徐州师范大学物理与电子工程学院答辩论文多采样率滤波器研究多采样滤波器原理实现采样率变换抽取或内插的关键问题是如何实现抽取前或内插后的数字滤波。无论是抽取还是内插，或者是采样率的分数倍变换，都需要设计个满足抽取或内插抗混叠要求的数字滤波器。该滤波器被成为多采样滤波器，它的性能的好坏直接影响采样率变换的效果及实时处理能力。在这方面积分级联梳状滤波器和半带滤波器有比较好的性能，在实际通信系统应用广泛。在实际的可编程硬件采样率变换系统中，徐州师范大学物理与电子工程学院答辩论文前言近年来，建立在采样率转换基础上的多采样率数字信号处理已成为数字信号处理学科中的主要研究内容之。直观地考虑，首先将以采样率采集的数字信号进行数模转换，这样就变成模拟信号，再按采样率进行模数转换，从而实现了从到的采样率转换，这就是变换采样率的最简单方法。但是这样较麻烦，且易使信号受到损伤，所以在实际应用的变采样系统中，改变采样频率并不经过模拟信号，而是完全在数字域中实现的在数字信号处理中，其中滤波占有极其重要的作用，适用于变采样率系统中的数字滤波器就是本文要谈论的主要内容。数字下变频器位于与器件之间，数字下变频器主要完成对中频数字信号的混频滤波和重采样。通过降低数据流的速率，把信号变至基带后，再把低速数据送给后端通用器件进行处理，这样明显降低了和后端通用器件的性能要求。作为前端与后端通用器件之间的桥梁，数字下变频技术成为软件无线电接收机的核心技术之，其性能的优劣将对整个件无线电系统的稳定性可靠性产生直接影响。数字下变频需要工作在很高的时钟之下，并具有极高的计算能力，但其结构相对固定。所以制约数字下变频性能的主要因素就是计算能力和最大工作时钟的问题。目前在技术上领先的有公司公司和公司，他们的专用芯片具有较优异的性能参数与功能。其中公司的公司的公司的等都是性能极为优异的产品。事实上，随着通信技术的发展，数字下变频器正向可编程多通道宽带等方向发展。徐州师范大学物理与电子工程学院答辩论文通信系统中多采样率数字信号处理应用通信系统中多采样率数字信号处理应用现代通信系统中的无线接收机会对调制在特定频率上的窄带射频信号进行下变频和解调。传统的无线接收机先对模拟中频信号在时域进行下变频然后进行转换为基带信号。如今无线接收机通常采用如图的结构。可见，转换器被移到中频中处理，在数字信号域对中频信号进行下变频，这就用到了数字下变频器。这样做消除传统接收机由于