43、软件无线电架构中的多速率信号处理

软件无线电架构中的多速率信号处理

在软件无线电架构里，多速率信号处理是一项关键技术，它在信号的上采样、下采样以及信道化处理等方面发挥着重要作用。下面将详细探讨相关的处理过程和架构。

1. 从单通道上变频器到标准上变频器信道化器

标准的 M 路径上变频器信道化器可实现 1 到 M 的上采样，同时对输入时间序列进行上变频。它源自单通道插值器的基本结构，该结构由上采样器和合适的低通滤波器组成。

• 上采样与频谱复制 ：上采样器将奈奎斯特区间从输入采样率转换为 M 倍宽的输出采样率。1 到 M 的上采样器对输入时间序列进行零填充，有效减小输入样本间的距离，而不改变序列的频谱内容。此时，更宽的奈奎斯特区间会呈现输入频谱的 M 个频谱副本给低通滤波器，每个副本的幅度是输入信号频谱幅度的 1/M。
• 低通滤波器的作用 ：当低通滤波器进行缩放，使峰值系数为 1 时，滤波器的处理增益与其分数带宽成反比。因此，当滤波器消除 M - 1 个频谱副本，将带宽缩小 M 倍时，滤波器增益恰好补偿了因输入序列零填充导致的输入频谱衰减。

为了优化基本架构，我们可以观察到零填充输入时间序列中的零值样本对滤波器输出的加权和没有贡献。因此，无需对包含已知零值样本的输入数据寄存器进行乘积和求和操作。只有非零填充样本对滤波器输出有贡献，我们可以跟踪它们在滤波器中的位置，仅对包含这些样本的寄存器位置进行加权求和。这些位置相隔 M 个样本值，并且随着每个新的零值输入被送入滤波器，它们在滤波器中的位置会发生移动。

滤波器的多相分解可以自动跟踪系数步长和每个系数集的位置