寬帶數(shù)字通信接收技術(shù)研究

摘要：為了解決寬帶數(shù)字通信系統(tǒng)多信道同時(shí)接收問題，這里針對(duì)寬帶無線數(shù)字通信接收技術(shù)展開了深入研究，在研究信號(hào)采樣理論的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)并給出了一種適用于寬帶無線數(shù)字通信接收系統(tǒng)的多通道信道化高效模型。該模型利用原型濾波器的設(shè)計(jì)，在保證了濾波性能的同時(shí)獲得了較少的階數(shù)，降低了資源占有率，計(jì)算機(jī)仿真驗(yàn)證了該模型的正確性。該模型和傳統(tǒng)模型相比有較少的計(jì)算量，適合于工程化應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：超寬帶；數(shù)字通信；帶通采樣；原型濾波器

0 引言
寬帶無線數(shù)字通信近年來已經(jīng)成為了通信領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，特別是超寬帶(Ultra Wide Band)無線電通信技術(shù)的出現(xiàn)，使得超寬帶通信的研究迅猛發(fā)展。美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)(Federal Communication Committee：FCC)對(duì)UWB做了定義：信號(hào)的帶寬大于500MHz，或者其相對(duì)帶寬大于0．2都叫作UWB通信。根據(jù)FCC對(duì)UWB的定義，為了實(shí)現(xiàn)UWB無線電通信信號(hào)的接收，一般對(duì)于寬帶數(shù)字接收系統(tǒng)的采樣速率要求較高。根據(jù)帶通采樣定理，信號(hào)的帶寬若為500MHz，則其采樣速率至少需要達(dá)到1 GHz。直接采用高速ADC器件，目前的高速ADC是可以滿足其采樣要求的，同時(shí)其分辨率也可以達(dá)到8 b的水平。這也是軟件無線電的設(shè)計(jì)思想，盡可能地簡(jiǎn)化模擬變頻環(huán)節(jié)。鑒于此，本文重點(diǎn)對(duì)寬帶無線數(shù)字通信接收技術(shù)展開研究，包括了信號(hào)采樣理論、多通道信道化技術(shù)等。

1 寬帶無線數(shù)字通信接收理論與技術(shù)
1．1 信號(hào)采樣理論
數(shù)字接收即是利用模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行采樣，將模擬信號(hào)變換為數(shù)字信號(hào)后進(jìn)行后續(xù)處理。其信號(hào)的采樣理論包括了奈奎斯特第一采樣定律和第二采樣定律，即低通采樣定理和帶通采樣定理。通常情況下，當(dāng)載波頻率較高，而信號(hào)帶寬并不很高時(shí)，一般采用帶通采樣定理即可，即帶通采樣定理的適用性更廣泛一些。其帶通采樣定理描述如下：
若信號(hào)頻率分布在某一有限的頻帶(F1，F(xiàn)h)內(nèi)，且當(dāng)fh>>B=fh-f1，也就是當(dāng)信號(hào)的最高頻率fb遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其信號(hào)帶寬B時(shí)，可采用帶通采樣。采樣后的信號(hào)頻譜是以采樣頻率fs的整數(shù)倍搬移的。若為了保證采樣后的頻譜不發(fā)生混疊，需滿足下面條件：

滿足式(1)的采樣頻率可以保證所有的搬移都不會(huì)使采樣信號(hào)產(chǎn)生混迭，即某個(gè)邊帶的上限一定是小于另一個(gè)邊帶的下限，反之亦然。由于采樣后仍然為實(shí)信號(hào)，根據(jù)對(duì)稱性，只考慮正頻率部分的特性，此時(shí)n>m且n>0?？傻茫?br />
式(2)即為帶通采樣定理。令是k=n-m-1，若使各邊帶滿足臨界狀況，可得：

1．2 多通道信道化技術(shù)
在寬帶無線數(shù)字通信系統(tǒng)中，一般信號(hào)都具有一定的載頻和帶寬，而且為了不出現(xiàn)頻譜混疊，不同的通信信號(hào)均占有不同的頻段。對(duì)于寬帶無線數(shù)字通信接收系統(tǒng)而言，為了保證各類信號(hào)同時(shí)接收，就需要對(duì)帶寬內(nèi)的信號(hào)同時(shí)進(jìn)行接收和處理，這就是多通道信道化接收技術(shù)。