軟件無線電的結(jié)構(gòu)

軟件無線電的結(jié)構(gòu)第1頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日3.1軟件無線電的三種結(jié)構(gòu)形式軟件無線電的宗旨：（1）盡可能地簡(jiǎn)化射頻模擬前端，使A/D轉(zhuǎn)換盡量靠近天線，數(shù)字化后的信號(hào)盡量多用軟件處理。（2）硬件平臺(tái)應(yīng)具有開放性、通用性，軟件應(yīng)具有可升級(jí)性，可替換性。軟件無線電可分為三大組成部分：射頻處理前端A/DD/A數(shù)字處理軟件第2頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日3.1軟件無線電的三種結(jié)構(gòu)形式基于采樣方式的不同，軟件無線電的組成結(jié)構(gòu)可以分成以下3種：

1）射頻全寬帶低通采樣軟件無線電結(jié)構(gòu)

2）射頻直接帶通采樣軟件無線電結(jié)構(gòu)

3）寬帶中頻帶通采樣軟件無線電結(jié)構(gòu)第3頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日3.1.1射頻全帶寬低通采樣軟件無線電結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)如圖所示：雙工器超寬帶濾波器超寬帶放大器超高速超寬帶A/D分波段濾波器超寬帶功率放大器超高速超寬帶D/A超高速DSP軟件第4頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：對(duì)射頻信號(hào)直接采樣，符合軟件無線電概念的定義。缺點(diǎn)：（1）需要的采樣頻率太高，特別還要求采用大動(dòng)態(tài)、多位數(shù)的A/D/A時(shí)，顯然目前的器件水平無法實(shí)現(xiàn)。（2）前端超寬的接收模式會(huì)對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)范圍有很高的要求，工程實(shí)現(xiàn)極為困難。所以這種結(jié)構(gòu)只實(shí)用于工作帶寬不太寬的場(chǎng)合。第5頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日例：短波HF頻段低通采樣軟件無線電結(jié)構(gòu)對(duì)于工作頻段處于0.1MHz到30MHz范圍的HF就可能采用上述結(jié)構(gòu)，因?yàn)椴蓸宇l率在100MHz左右精度為14位的AD已基本能滿足要求。雙工器濾波器放大器A/D濾波器功放D/ADSP軟件0.1MHz~30MHz第6頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日3.1.2射頻直接帶通采樣軟件無線電結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)如圖所示：雙工器窄帶電調(diào)濾波器放大器A/D功放“0”內(nèi)插上變頻D/ADSP軟件窄帶電調(diào)濾波器第7頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日本結(jié)構(gòu)說明本結(jié)構(gòu)采用了射頻直接帶通采樣原理。這種帶通采樣除了需要一個(gè)主采樣頻率fs外，還需要M個(gè)“盲區(qū)”采樣頻率fsm(m=0,1,2…M-1)，M值由下式確定：式中，INT[x]表示取大于等于x的最小整數(shù)。盲區(qū)采樣頻率為：，式中，m=0,1,2,…,M-1對(duì)應(yīng)盲區(qū)號(hào)。第8頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日主采樣頻率fs的確定主要取決于A/D器件的性能；另外，還要考慮與后續(xù)DSP的處理速度相匹配。為減少盲區(qū)采樣頻率的數(shù)量，在最高工作頻率fmax一定的情況下，fs應(yīng)盡量選高。本結(jié)構(gòu)對(duì)A/D器件的要求是A/D需有足夠高的工作帶寬。優(yōu)點(diǎn)：與射頻全寬開低通采樣結(jié)構(gòu)相比最大的不同就是采用的前置濾波器的差異；另外還有A/D的采樣速率不同；最后就是對(duì)DSP的處理速度要求不同。實(shí)現(xiàn)可行性較強(qiáng)。第9頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日缺點(diǎn)：前置窄帶電調(diào)濾波器和高工作帶寬的A/D（高性能采樣保持放大器）實(shí)現(xiàn)起來還是有相當(dāng)?shù)碾y度。另外，本結(jié)構(gòu)需要多個(gè)采樣頻率，增加了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度。因此，我們將介紹下面一種軟件無線電結(jié)構(gòu)－－寬帶中頻帶通采樣軟件無線電結(jié)構(gòu)。第10頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日3.1.3寬帶中頻帶通采樣軟件無線電結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)如圖所示：分波段濾波器功放高放雙工器一本振一中放濾波A/DD/ADSP(軟件)fsf0放大放大一本振二中放第11頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日本結(jié)構(gòu)說明本結(jié)構(gòu)類似于超外差無線電臺(tái)，但常規(guī)電臺(tái)的中頻帶寬為窄帶結(jié)構(gòu)，而本結(jié)構(gòu)為寬帶中頻結(jié)構(gòu)。本結(jié)構(gòu)使前端電路設(shè)計(jì)得以簡(jiǎn)化，信號(hào)經(jīng)過接收通道后的失真也小，而且通過后續(xù)的數(shù)字化處理，本結(jié)構(gòu)具有更好的波形適應(yīng)，信號(hào)帶寬適應(yīng)性以及可擴(kuò)展性。本結(jié)構(gòu)的射頻前端比較復(fù)雜，它的功能是將射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為適合于A/D采樣的寬帶中頻或把D/A輸出的寬帶中頻信號(hào)變換為射頻信號(hào)。第12頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日3.1.4三種軟件無線電結(jié)構(gòu)的等效數(shù)字譜低通采樣的軟件無線電結(jié)構(gòu)的數(shù)字譜：Bf圖中的頻率全部用模擬頻率來表示的，且僅畫了正半頻率。第13頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日寬帶中頻帶通采樣的數(shù)字譜：由帶通采樣定理，采樣速率與中頻滿足條件：其AD采樣數(shù)字譜如下圖1所示，圖2為中頻信號(hào)模擬頻譜：圖1B0f第14頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日?qǐng)D2B0f

當(dāng)上式中n為偶數(shù)時(shí)，數(shù)字譜和模擬譜的對(duì)應(yīng)關(guān)系為；當(dāng)n為奇數(shù)時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系。所以，無論n取確定的何值，帶通采樣的數(shù)字譜與原始模擬帶通信號(hào)譜也是一一對(duì)應(yīng)，只是根據(jù)不同的中頻選取不同的數(shù)字模擬對(duì)應(yīng)關(guān)系而已。第15頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日射頻直接帶通采樣技術(shù)

為消除因前置跟蹤濾波器和不理想而產(chǎn)生的采樣“盲區(qū)”，需要多個(gè)采樣頻率，其中包括一個(gè)主采樣頻率fS和M個(gè)“盲區(qū)”采樣頻率fSm。主采樣時(shí)的數(shù)字譜和射頻信號(hào)譜分別如下二圖。B0f圖1第16頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日這時(shí)數(shù)字譜與模擬信號(hào)譜的對(duì)應(yīng)關(guān)系主要取決于前置跟蹤濾波器所處的位置，當(dāng)跟蹤濾波器（其中心頻率設(shè)為fcent）位于偶數(shù)頻段，滿足：B0f跟蹤濾波器圖2第17頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日射頻直接帶通采樣還存在“盲區(qū)”采樣頻帶。“盲區(qū)”頻帶的中心頻率f0m由下式定：式中，fS為主采樣頻率，m為“盲區(qū)”頻帶號(hào)(m=0,1,…M-1)，其數(shù)字譜和射頻信號(hào)譜如下圖所示B0f圖1B0f跟蹤濾波器圖2第18頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日“盲區(qū)”采樣數(shù)字譜與“盲區(qū)”頻帶信號(hào)譜的對(duì)應(yīng)關(guān)系取決于前置跟蹤濾波器所處的位置，當(dāng)其位于偶數(shù)(m=0,2,4,6,…)“盲區(qū)”時(shí)，其對(duì)應(yīng)關(guān)系為：當(dāng)其為于奇數(shù)(m=1,3,5,7,…)“盲區(qū)”時(shí)，其對(duì)應(yīng)關(guān)系為：所以，無論主采樣還是“盲區(qū)”采樣都可以用一個(gè)等效的基帶數(shù)字譜來唯一地表示射頻信號(hào)，只要確知前置濾波器在射頻頻帶上所處的位置。第19頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日3.2軟件無線電接收機(jī)數(shù)學(xué)模型軟件無線電接收機(jī)相對(duì)發(fā)射機(jī)而言結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，涉及內(nèi)容多，所以首先介紹兩種接收機(jī)數(shù)學(xué)模型。

1）單通道軟件無線電接收機(jī)數(shù)學(xué)模型

2）并行處理思想

3）并行多通道軟件無線電接收機(jī)數(shù)學(xué)模型第20頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日3.2.1單通道軟件無線電接收機(jī)數(shù)學(xué)模型在同一時(shí)刻只能接收所選擇的一個(gè)信道的信號(hào)進(jìn)行接收解調(diào)分析。射頻信號(hào)經(jīng)過不同形式的AD采樣數(shù)字化后，形成了統(tǒng)一的基帶數(shù)字譜，對(duì)處理的目的就是如何從中提取出有效帶寬內(nèi)信號(hào)載頻為的信號(hào)S(n)。任何一種調(diào)制形式的信號(hào)都可以分解出同相分量和正交分量，用它們完全可以描述該給定信號(hào)的特征，而對(duì)信號(hào)進(jìn)行接收解調(diào)的目的實(shí)際就是提取這兩個(gè)正交分量。第21頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日1）數(shù)字混頻法的實(shí)現(xiàn)如圖所示：S(n)I(n)Q(n)圖中的低通濾波器主要用來濾除I(n)和Q(n)頻譜分量以外的不需要的信號(hào)。低通濾波器的通帶截止頻率應(yīng)為I(n)和Q(n)頻譜分量中對(duì)應(yīng)的最高頻率，而濾波器的阻帶截止頻率應(yīng)小于信道間隔的一半，以消除鄰道干擾的影響。第22頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日經(jīng)過分析可知，通過低通濾波后得到的基帶正交信號(hào)I(n)、Q(n)不再是帶寬為的信號(hào)，而是帶寬為的信號(hào)，而且，所以可以對(duì)I(n)、Q(n)進(jìn)行D倍抽取，抽取因子D由下式確定：

如下圖所示：S(n)I(m)Q(m)DD第23頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日在上圖中，低通濾波器和后續(xù)的抽取器一起構(gòu)成了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的抽取系統(tǒng)，該抽取系統(tǒng)可以通過多相濾波結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，以降低對(duì)濾波器吞吐率的要求。如果抽取因子D很大，需要用多級(jí)抽取來實(shí)現(xiàn)，如下圖：X(n)I(m)Q(m)D1D1D2D2……第24頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日?qǐng)D中共采用了M級(jí)抽取，每級(jí)的抽取因子分別為Dm(m=1,2,…,M),總共抽取因子為：第25頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日2）另一種是基于多相濾波正交化處理的實(shí)現(xiàn)方案，其數(shù)學(xué)模型如下圖所示：AD22X(t)I(m)Q(m)DDCICCICHBFHBFFIRFIR特征提取第26頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日本結(jié)構(gòu)模型對(duì)采樣振蕩器的要求比較高，它必須根據(jù)信號(hào)的中心頻率能精確地預(yù)置到帶通采樣公式：這種結(jié)構(gòu)模型必須首先確知在哪個(gè)信道上有信號(hào)。其潛在問題是需要一個(gè)搜索或監(jiān)視接收機(jī)的專用設(shè)備對(duì)全頻段進(jìn)行搜索監(jiān)視，如果搜索速度不夠快，就會(huì)遺漏或丟失信號(hào)。通常，軟件無線電采用寬帶帶通采樣，采樣的數(shù)據(jù)包含多個(gè)信道的信息，如何同時(shí)處理這些信息？引入并行多通道處理理論和軟件無線電信道化結(jié)構(gòu)模型。第27頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日3.2.2傳統(tǒng)并行多通道軟件無線電接收機(jī)

數(shù)學(xué)模型傳統(tǒng)的并行多通道接收機(jī)數(shù)字模型是通過多個(gè)并聯(lián)的單通道接收機(jī)來實(shí)現(xiàn)的。在寬帶采樣后，多個(gè)信道的信號(hào)周期延托到第1Nyquist頻帶內(nèi)，其載波頻率發(fā)生了變化。在每個(gè)信道處理時(shí)通過先乘上載波搬移到零中頻，然后濾波進(jìn)行抽取得到各信道的數(shù)據(jù)流。第28頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日并行多通道處理理論寬帶采樣各個(gè)信道第29頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日并行多通道處理CICFIRCICHBFFIR特征提取識(shí)別解調(diào)分析HBF信息輸出CICFIRCICHBFFIR特征提取識(shí)別解調(diào)分析HBF信息輸出AD……CICFIRCICHBFFIR特征提取識(shí)別解調(diào)分析HBF信息輸出第30頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日3.3信道化接收機(jī)數(shù)學(xué)模型上一節(jié)介紹的兩種結(jié)構(gòu)模型只能對(duì)單個(gè)信號(hào)或有限幾個(gè)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)接收，必須首先確知在哪個(gè)信道上有信號(hào)。這種結(jié)構(gòu)的潛在問題是需要一個(gè)搜索或監(jiān)視接收機(jī)的專用設(shè)備對(duì)全頻段進(jìn)行搜索監(jiān)視，如果搜索速度不夠快，就會(huì)遺漏或丟失信號(hào)。因此，本部分討論基于多相濾波器組的信道化接收機(jī)就可以實(shí)現(xiàn)全概率的信號(hào)截獲。第31頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日3.3.1數(shù)字濾波器組與信道化基本概念數(shù)字濾波器組是指具有共同輸入，若干個(gè)輸出端的一組濾波器，如下圖所示。h0(n)h1

(n)hK-1(n)……x(n)y0

(n)y1(n)yK-1(n)…顯然除h0(n)可能是低通濾波器外，其他的數(shù)字濾波器都是帶通濾波器或單邊帶濾波器。DDD第32頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日復(fù)信道化濾波器組概念如果這K個(gè)濾波器是把寬帶信號(hào)S(n)均分成K個(gè)子頻帶信號(hào)輸出，那么就把這種濾波器叫做信道化濾波器。2+1+0D-1D-20…………第33頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日可以得到濾波器組的各個(gè)濾波器先設(shè)計(jì)一低通濾波器，如右圖所示：0第34頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日復(fù)信道化濾波器組設(shè)計(jì)顯然以上濾波器組可以表示如下，這就是傳統(tǒng)的并行處理算法實(shí)現(xiàn)框圖，其中：x(n)y0(m)DDy1(m)……….DyD-1(m)第35頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日實(shí)信道化濾波器組概念如果在正頻率段用K個(gè)濾波器是把寬帶實(shí)信號(hào)S(n)均分成K個(gè)子頻帶信號(hào)輸出，就構(gòu)成了實(shí)信道化濾波器。3+2+1+1-2-0…………3-第36頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日可以得到濾波器組的各個(gè)濾波器先設(shè)計(jì)一低通濾波器，如右圖所示：0第37頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日實(shí)際實(shí)信道化濾波器組設(shè)計(jì)在實(shí)際應(yīng)用以上濾波器組可以用更簡(jiǎn)單的表示，構(gòu)成傳統(tǒng)的并行處理算法實(shí)現(xiàn)框圖。x(n)y0(m)DDy1(m)………………DyD-1(m)第38頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日這種濾波器組把整個(gè)采樣頻帶（）劃分成若干個(gè)并行的信道輸出，使得信號(hào)無論何時(shí)何地（信道）出現(xiàn)，均能加以截獲，并進(jìn)行解調(diào)分析，所以它具備了全概率截獲的能力，是偵收跳頻、“突發(fā)”以及自適應(yīng)通信信號(hào)的理想接收機(jī)。本結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是：當(dāng)信道數(shù)多時(shí)，D值會(huì)很大，低通濾波器的階數(shù)可能會(huì)很大，實(shí)現(xiàn)效率很低。下面介紹高效的實(shí)現(xiàn)方法。第39頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日3.3.2基于DFT濾波器組的信道化接收機(jī)數(shù)學(xué)

模型（復(fù)信道化處理）上面數(shù)字濾波器組和后面進(jìn)行的抽取可以借助多相分解算法減少運(yùn)算量。抽取后：第40頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日基于DFT濾波器組的并行處理hlp(l)多相分解表示：l=l*D+k，k=0,1,…,D-1代入：由定義可知有：第41頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日基于DFT濾波器組的并行處理代入上面兩個(gè)定義式：其中：第42頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日基于DFT濾波器組的并行處理Elpk(z)為hlp(l)多相表示，而xk(m)為x(n)的多路延遲抽取的結(jié)果，因此處理結(jié)構(gòu)為：D………DD第43頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日基于DFT濾波器組的并行處理最后通過yi,k(m)計(jì)算yi(m)，是通過DFT運(yùn)算來完成，具有高效特性：D………DDDFT第44頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日討論與教材上的推導(dǎo)之不同？2+1+0D-1D-20…………本教案D-1D/2+1D/2-100…………教材：D為偶數(shù)第45頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日討論與教材上的推導(dǎo)之不同？D-1(D-1)/200…………教材：D為奇數(shù)第46頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日討論與教材上的推導(dǎo)之不同？Dh0(m)h1(m)hD-1(m)DDZ-1Z-1Z-1DFTy0(m)y1(m)yD-1(m)………S(n)第47頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日討論與教材上的推導(dǎo)之不同？仔細(xì)學(xué)習(xí)書上分析（五－十分鐘），合上書自己推出上面圖示的基于DFT濾波器組的并行處理的表達(dá)式。第48頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日同樣引入多相濾波結(jié)構(gòu)，到實(shí)信道化并行接收機(jī)數(shù)學(xué)模型中，可推導(dǎo)如下：3.3.3基于DCT濾波器組的信道化接收

機(jī)數(shù)學(xué)模型（實(shí)信道化處理）第49頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日實(shí)信道化DCT濾波器組處理hlp(l)多相分解表示：l=l*2D+k，k=0,1,…,2D-1

代入：按照2D抽取比抽取后：第50頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日實(shí)信道化DCT濾波器組處理由定義可知有：代入上面兩個(gè)定義式：第51頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日實(shí)信道化DCT濾波器組處理其中：第52頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日實(shí)信道化DCT濾波器組處理Elpk

(z)為hlp(l)多相表示，而xk

(m)為x(n)的多路延遲抽取的結(jié)果，因此處理結(jié)構(gòu)為：2D………2D2D第53頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日實(shí)信道化DCT濾波器組處理最后通過yi,k(m)計(jì)算yi(m)，是通過DCT運(yùn)算來完成，具有高效特性：2D………2D2DDCT第54頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日實(shí)信道化DCT濾波器組接收機(jī)數(shù)學(xué)模型

討論：3+2+1+1-2-0…………3-第55頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日實(shí)信道化的DFT濾波器組接收機(jī)模型Dh0(m)h1(m)hD-1(m)DDZ-1Z-1Z-1DFTy0(m)y1(m)yD-1(m)………S(n)222第56頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日實(shí)信道化DCT濾波器組接收機(jī)數(shù)學(xué)模型

討論：其他處理方法：2）先將實(shí)信道進(jìn)行正交處理成復(fù)信號(hào)，再借助復(fù)信道的處理方法。此時(shí)信道帶寬為原來實(shí)信號(hào)的一半，故2D抽取。第57頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日軟件無線電的發(fā)射機(jī)的基本組成結(jié)構(gòu)為：本節(jié)將討論3種不同的發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)：?jiǎn)瓮ǖ腊l(fā)射機(jī)數(shù)學(xué)模型多通道發(fā)射機(jī)數(shù)學(xué)模型信道化發(fā)射機(jī)數(shù)學(xué)模型3.4軟件無線電發(fā)射機(jī)數(shù)學(xué)模型基帶調(diào)制上變頻功率放大天線或介質(zhì)第58頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日3.4.1單通道軟件無線電發(fā)射機(jī)模型任何一個(gè)無線電信號(hào)均可表示為：式中，分別表示該信號(hào)的幅度調(diào)制信息和相位調(diào)制信息，為信號(hào)載頻。對(duì)上式進(jìn)行數(shù)字化，可得：式中，為采樣間隔，上式可簡(jiǎn)化為：第59頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日為便于進(jìn)行信息調(diào)制，通常進(jìn)行正交分解：式中:也就是說，給定任何一種調(diào)制方式，就可以計(jì)算出相應(yīng)的兩個(gè)正交分量I(n),Q(n)，然后分別與兩個(gè)正交本振相乘并求和，即可得到調(diào)制信號(hào)S(n)。正交調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生I(n)Q(n)S(n)第60頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日由于兩個(gè)正交基帶信號(hào)I(n)、Q(n)的帶寬僅為信號(hào)帶寬，為使產(chǎn)生的基帶信號(hào)與后面的采樣速率相匹配，在進(jìn)行正交調(diào)制之前必須通過內(nèi)插把低數(shù)據(jù)速率的基帶信號(hào)提升到采樣頻率上，整個(gè)實(shí)現(xiàn)過程如下圖。本結(jié)構(gòu)又稱基頻發(fā)射機(jī)。基帶正交信號(hào)產(chǎn)生I(m)Q(m)S(n)III(n)Q(n)第61頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日如何用目前中低速采樣率的發(fā)射機(jī)來產(chǎn)生更高頻率的信號(hào)：1）利用模擬上變頻的辦法來實(shí)現(xiàn)。2）采用內(nèi)插技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)字上變頻。內(nèi)插技術(shù)的基本原理：設(shè)調(diào)制模型產(chǎn)生的數(shù)字譜為：對(duì)S(n)進(jìn)行I倍內(nèi)插后的信號(hào)譜為：0fS(f)0fSl(f)第62頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日用帶通濾波器濾出第m次鏡頻，就相應(yīng)得到了載頻為m倍于基帶載頻(m=1)的高頻信號(hào)。基帶正交信號(hào)產(chǎn)生I(m)Q(m)S(n)I1I1I2FIRDAS(t)帶通濾波器第63頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日數(shù)字帶通濾波器實(shí)現(xiàn)起來比較困難，可以采用下面的模擬域?yàn)V波方案：電調(diào)濾波器基帶正交信號(hào)產(chǎn)生I(m)Q(m)S(n)I1I1I2DAS(t)模擬帶通濾波器第64頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日上面結(jié)構(gòu)對(duì)DA轉(zhuǎn)換器的要求相當(dāng)高，為避免內(nèi)插給DA帶來的負(fù)擔(dān)，可以設(shè)想把零內(nèi)插移至DA之后通過模擬接零開關(guān)來實(shí)現(xiàn)，如下圖：零點(diǎn)電調(diào)濾波器基帶正交信號(hào)產(chǎn)生I(m)Q(m)S(n)I1I1DAS(t)模擬帶通濾波器開關(guān)說明：接地時(shí)間接信號(hào)時(shí)間第65頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日3.4.2多通道軟件無線電發(fā)射機(jī)模型本結(jié)構(gòu)其實(shí)就是多個(gè)單通道發(fā)射機(jī)構(gòu)成的并行發(fā)射機(jī)。第66頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日Q2(m)基帶正交信號(hào)產(chǎn)生I2(m)S2(n)II基帶正交信號(hào)產(chǎn)生I1(m)Q1(m)S1(n)II基帶正交信號(hào)產(chǎn)生IL(m)QL(m)SL(n)II…DA鏡頻濾波器S(t)零點(diǎn)第67頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日本結(jié)構(gòu)可以同時(shí)發(fā)射的多個(gè)信號(hào)只能位于單通道的某個(gè)頻段內(nèi)，即下面的頻段內(nèi)：第68頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日3.5信道化軟件無線電發(fā)射機(jī)模型前面的兩種結(jié)構(gòu)模型只能對(duì)單個(gè)信號(hào)或有限幾個(gè)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制發(fā)射，如果信道數(shù)比較多，則多通道方案就顯得過于復(fù)雜。信道化模型不僅能同時(shí)發(fā)射整個(gè)處理帶寬（0～fs）內(nèi)所有信道上的信號(hào)，而且運(yùn)算效率高，實(shí)時(shí)處理能力強(qiáng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。本結(jié)構(gòu)核心同信道化接收機(jī)，都是基于多相濾波來實(shí)現(xiàn)的，通過內(nèi)插的方式。第69頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日3.5.1發(fā)射機(jī)信道化的基本概念全信道化發(fā)射的原理說明

1）對(duì)i

個(gè)待發(fā)射基帶復(fù)信號(hào)mi(t)進(jìn)行頻率為fs的采樣，得到的數(shù)字譜如下圖所示：……

2）對(duì)進(jìn)行I倍內(nèi)插和濾波后得到的數(shù)字譜為下圖所示：……第70頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日

3）然后分別用移頻因子把基帶移至處，如下圖所示：其中由下式確定：……0為了簡(jiǎn)化，修改移頻方法如下圖所示：……0第71頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日整個(gè)頻譜搬移實(shí)現(xiàn)過程可以如下圖：m0(k)IIm1(k)Iml-1(k)h(n)h(n)h(n)……y0(n)y1(n)yl-1(n)y(n)內(nèi)插上變頻DA鏡頻濾波器S(t)零點(diǎn)第72頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日3.5.2信道化發(fā)射機(jī)復(fù)信號(hào)數(shù)學(xué)模型上圖所示的信道化發(fā)射機(jī)模型雖然能實(shí)現(xiàn)發(fā)射機(jī)信道化思想，但實(shí)際上還是一種多通道并行實(shí)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)并未簡(jiǎn)化。本節(jié)給出基于多相結(jié)構(gòu)的信道化發(fā)射機(jī)數(shù)學(xué)模型，該模型的計(jì)算效率高，處理能力強(qiáng)。根據(jù)上面簡(jiǎn)化圖的結(jié)論進(jìn)行推導(dǎo)，可以得到利用了FFT實(shí)現(xiàn)的DFT運(yùn)算，提高了計(jì)算效率，增強(qiáng)了實(shí)時(shí)處理能力。簡(jiǎn)稱為DFT信道化發(fā)射結(jié)構(gòu)。第73頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日DFT信道化發(fā)射結(jié)構(gòu)推導(dǎo)從上節(jié)并行結(jié)構(gòu)可知其中：第74頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日DFT信道化發(fā)射結(jié)構(gòu)推導(dǎo)對(duì)于任意ρ(0,1,…,i-1)有：第75頁，共83頁，2023年，2月20日，星期日DFT信道化發(fā)射結(jié)構(gòu)推導(dǎo)定義DFT運(yùn)算：可得不同ρ的y(n)的值：結(jié)論：可得不同ρ的y(n)的值為DF