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绘制具有 20MHz 带宽和 12.5GHz 采样频率的信号的频谱

信息处理 matlab 频谱 OFDM

2022-02-09 03:53:22

我是 Matlab 的新手，我正在尝试绘制带宽为 OFDM 信号的频谱 $20 \text{ MHz}$ 和 DAC 的采样率 $12.5 \text{ GHz}$ . 样本数为 $400,000$ . 绘制信号我只能看到奈奎斯特带宽，但看不到 $20 \text{ MHz}$ .

我将不胜感激任何帮助。链接到数据文件。

这是通过 Matlab 绘制的频谱：

以下是我的代码行：

 BW = 20MHz; 
 f_DAC = 12.5GHz;
 Nfft = 32;
 Sig_fft = abs(fftshift(fft(Data_signal)/length(Data_signal))).^2;
 Freq = ((0: length(Sig_fft)-1)-length(Sig_fft)/2)*(f_DAC/length(Sig_fft));
 figure(); 
 plot(Freq, 10*log10(Sig_fft/1e-4)); 
 title('Signal Spectrum');

1个回答

您的基本限制是（相对）较短的窗口长度 $M=400,000$ 样本，在如此高的采样频率 $12.5$ 千兆赫。这将在 FFT 频谱样本的每个 bin 中大致产生几百 kHz 的有效 FFT 分辨率。

使用各种窗口的光谱分辨率公式，我们可以推导出以下分辨率，例如，对于标准汉明窗，为

Δ w = 8 π / M

$\Delta w = 8\pi / M$ 在哪里

M

$M$ 是窗口的长度，即

M = 400, 000

$M=400,000$ ，产生

Δ w = 8 π / 400, 000 = 6.2832 \times 10^{- 5}

$\Delta w = 8\pi / 400,000 = 6.2832 \times 10^{-5}$ 弧度。

这个分辨率是由窗口长度决定的，它在采样率下的频率当量 $f_s = 12.5 \times 10^9$ 赫兹是

Δ f = \frac{Δ w}{2 π} f_{s} = \frac{6.2832 \times 10^{- 5}}{2 π} 12.5 \times 10^{9} = 125, 000 H z

$\Delta f = \frac{\Delta w}{2\pi} f_s = \frac{6.2832 \times 10^{-5}}{2\pi} 12.5 \times 10^9 = 125,000 Hz$ 即，您的窗口的有效频率分辨率是

Δ f = 125

$\Delta f = 125$ 千赫。现在给定你的带宽

B = 20

$B=20$ MHz，这相当于一些

20 \times 10^{6} / 125 \times 10^{3} = 160

$20 \times 10^6 / 125\times 10^3 = 160$ 样品。

另一方面，内部 FFT 样本数（表观分辨率）的表观计数 $20$ MHz 区域产生大约 $k = 4\times 10^5 \times 12.5\times 10^9 / 20\times 10^6 = 640$ 样本，但是它不携带比从推断出的信息更多的信息 $160$ 子样本。

因此带宽约为 $20$ MHz 将产生大约少于 200个内部频谱区域的真实样本 $400,000$ 许多明显的 -FFT 样本。这是相当狭窄的。正如@MBaz 评论的那样，您要么使用更长的观察间隔，要么使用大大降低的采样频率。

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