为什么我们需要增加发射机的采样频率?

信息处理 数字通信 插值 软件定义无线电
2022-02-19 05:57:51

我已经考虑了一段时间了,我想知道为什么我们需要增加发射器中的采样率?我再解释一下。

从软件定义无线电的角度来看,您将位转换为符号(假设我正在做 QPSK)并在每个符号 4 个样本的脉冲整形之后,(我知道它也将采样频率提高了 4,因为它是另一个毕竟插值)我已经看到进行一些多级插值(或单级插值,没关系)以进一步提高采样频率是很常见的。为什么这是有益的?我的意思是,我只能想到一个原因,那就是每个符号有更多的样本,但是如果在上变频到通带并将其发送到通道之后,那是为了什么?

然后,当您在接收器处获得信号时,将其抽取以降低采样频率。这个,我想我理解得更好,在进行同步之后(例如在符号同步中,每个符号可能需要超过 1 个样本),你想降低采样频率,这样你就不必处理这么多的样本和计算成本更低。

所以我的问题是,为什么要在发射机中进行插值?

如果我说错了,请纠正我。谢谢你。

1个回答

进一步提高采样率的三个原因是

1)放宽后D/A转换滤波对镜像抑制的要求。

2) 通过在更宽的频率范围内传播固定数量的 DAC 位的量化噪声来提高信号 SNR。

3) 最小化 D/A 重建中的通带下降。

在我看来,原因 1 是最主要的原因。低通滤波器(数字或模拟,但在本例中为模拟滤波器)的复杂性和成本取决于过渡带的宽度。过滤图像的原因通常是受监管要求限制的光谱包含(考虑到光谱的价值,这是一个巨大的原因)。如果您的 DAC 受位数限制但具有更宽的模拟带宽和足够的无杂散动态范围 (SFDR) 以实现过采样优势,则原因 2 是一个可靠的考虑因素。原因 3 影响最小,但我提到它,因为它确实是一个好处。为了解决原因 3,我们通常可以选择简单地以数字方式合并一个反 Sinc 滤波器,以补偿来自 D/A 的通带下降(这可能非常简单——参见如何制作CIC补偿滤波器)。

请注意,内插 DAC 架构会为您执行此操作 - 在转换之前提高采样率以简化模拟抗镜像滤波器要求并有效地为您提供更多位,因为相同的总量化噪声功率分布在更宽的频率范围内,其中一些是然后被抗成像过滤器过滤掉。

这些图表由 Analog Devices 的 Walt Kester 在其应用笔记 MT-017 ( https://www.analog.com/media/cn/training-seminars/tutorials/MT-017.pdf ) 中很好地展示了这一点(感谢 Walt! ):
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此外,提高采样率对脉冲整形滤波器的性能(边带抑制)没有任何好处。脉冲整形滤波器的抑制完全取决于它跨越的符号数量。每个符号只需要两个样本。然而,如果使用后整形内插器,在脉冲整形中每个符号具有更多样本确实会简化后续数字滤波,但这与上述用于简化模拟抗镜像滤波器的好处完全相同,原因相同。