45、软件无线电架构的多速率信号处理架构解析

软件无线电架构的多速率信号处理架构解析

在软件无线电架构中，多速率信号处理是实现高效通信的关键技术。下面将详细介绍相关的发射机和接收机结构，以及数字下变频器架构等内容。

发射机结构核心

发射机结构的核心是标准 M 路径多相上变频器信道化器的变体，我们称之为合成信道化器。它能够执行 2 到 M 的上采样操作，同时通过混叠将所有信道移动到所需的中心频率。
当输入信号的带宽比合成信道化器的带宽宽时，会先通过小型下变频器信道化器进行预处理。这个预处理过程会将信号的带宽分解为带宽减小的子信道，这些子信道的带宽与基准合成信道化器的带宽相匹配。此外，在信号通过信道化器处理之前，会使用复采样频率旋转器将信号频谱偏移采样频率的任意分数，以实现信号完全任意的中心频率定位。

接收机关键元素

接收机的关键元素是标准 M 路径下变频器信道化器的变体，即分析信道化器。它能够执行 M 到 2 的下采样操作，同时通过混叠将所有具有任意带宽的接收信号频谱进行下变频。
在分析信道化器之后，会使用后处理信道化器。它是构成发射机的合成信道化器的较小版本，用于从分析信道化器的基准信道中重新组合出比分析信道化器信道带宽更宽的信号带宽。可能存在的残余频率偏移可以借助数字复外差器轻松解决，而后分析模块在需要时会进行进一步的信道化处理，以分离分析处理后落在同一信道化器信道中的信号频谱。

数字下变频器架构

标准 M 路径多相下变频器信道化器能够通过混叠将精确位于信道中心频率 $kf_c$（其中 $k = 0,1,\cdots,M - 1$）的输入信号移至基带。不过，它无法补偿导致输入信号任意中心频率定位的频率偏移 $\pm\Delta f_k$