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一种时延设计方法与DSP实现

发布时间:2020-07-21 18:12:16 阅读: 来源:剥线机厂家

0 引 言 短波通信是利用地波或低电离层进行几十千米到几百千米的中、近距离通信,利用电离层反射进行数千乃至上万千米的远距离通信。受电离层中存在瑞利衰落、多径效应、多普勒频移等复杂时变因素的影响,短波通信设备在测试和定装工作耗费较大。为了测试各种短波无线通信系统的性能,通常有两种方法,一种是实验测试,另一种是信道模拟。在实验测试中,为了测试短波通信设备的性能,往往需要在实际通信环境中进行大量的、远距离的场外实验和长时间的测试,实现起来非常困难;信道模拟方法则是通过对信道特性进行理论分析,建立信道模型,在实验室环境下进行与实际信道类似的模拟,它可以很容易地制造各种典型信道特性环境和电磁环境,能够模拟的地域度非常广阔,不受气候条件限制,可以随时进行多次重复实验,而且测试费用少,可以缩短通信设备的研制周期。在各种典型短波信道模型中,Watterson模型由于大多数情况下能够较好地反映短波信道的特性,且复杂度低,而被CCIR推荐并广泛使用。 在研究短波信道中有一个重要问题,即是多径的传播问题。多径传播主要带来两个问题:衰落和延时。多径延时是指多径中最大的传输延时与最小的传输延时之差。多径时延在短波线路上,最严重时时延可达到毫秒级。短波信道模拟器研究中,由于要求的延时尺寸比较大,而且延时的精度要尽可能的高,再加上实时性的原因,数据量非常大。为了后续的DSP的算法处理和前面A/D的数位和精度要求,可以选用大容量存储器作大尺度的延时处理,并选用DSP作插值算法做高精度的小尺寸的延时算法处理。本文重点对高精度小尺寸延时算法进行研究,提出一种基于内插技术的实现方法。

本文引用地址: 内插抽取器实现结构 整数倍内插就是指在两个原始抽样点之间插入I-1个零值。原始序列x(n)内插后的序列和频谱分别为:

由式(2)可见,内插后信号频谱为原始序列谱经I倍压缩后得到的谱。在频谱图中不仅含有X(ejω)的基带分量,而且还含有其频率大于π/I的高频成分(称其为X(ejω)的高频镜像)。为了从XI(ejω)中恢复原始谱,则必须对内插后的信号进行低通滤波(滤波带宽为π/I),经过内插大大提高了信号的时域分辨率。整数倍抽取是指把原始采样序列x(n)每隔D-1个数据取一个,以形成一个新序列xD(m),即:

式中:D为抽取倍数,是正整数。xD(n)的离散傅里叶变换为: 从式(4)可以看出,抽取序列的频谱XD(ejω)为抽取前原始序列频谱X(ejω)经频移和D倍展宽后的D个频谱的叠加和。如果x(n)序列的采样率为fs,则其无模糊带宽为fs/2。当以D倍抽取率对x(n)进行抽取后,得到的抽取序列xD(m)的取样率为fs/D,其无模糊带宽为fs/(2D);当x(n)含有大于fs/(2D)的频率分量时,xD(m)就必然产生频谱混叠,导致从xD(m)中无法恢复x(n)中小于fs(2D)的频率分量信号。为了避免抽取带来的频谱混叠,需要用一数字滤波器(滤波器带宽为π/D)对X(ejω)进行滤波,使X(ejω)中只含有小于π/D的频率分量,再进行D倍抽取,则抽取后的频谱就不会发生混叠。可以说XD(ejω)能准确地表示X(ejω)中小于π/D的频率分量信号,所以这时对XD(ejω)进行处理等同于对X(ejω)的处理,但前者的数据流速率只有后者的1/D,大大降低了对后处理速度的要求。

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