3.4.3 均匀多载波整体解调
均匀多载波解调可以实现载波速率相同、载波中心频点间隔均匀分布(常用间隔Δf 为1.33或1.5倍符号速率)的各载波的同时解调处理(见图3.22)。
均匀多载波解调中的数字分路常用三种基本方法:带通滤波器组法、树形结构滤波器组法和均匀DFT滤波器组法。带通滤波器组法虽然形式灵活多样,但其实现困难、计算复杂度高、计算量大;树形结构滤波器组法的实现比均匀DFT滤波器组法要简单,但均匀DFT滤波器组法计算效率要优于树形,尤其是随着通道数目的增加计算效率越发显得突出[17]。因此,均匀多载波整体解调数字分路优选均匀DFT滤波器组作为实现方案。
图3.22 均匀多载波示意图
均匀 DFT 滤波器组法的基础是多抽样率数字信号处理技术,其实现结构是从均匀 DFT 滤波器组的数学模型引申出来的。DFT 滤波器组最简单的模型是在DFT滤波器组中,每个通路用复调制器分别完成变频处理。对于一个K路滤波器组的第k个通路,这个模型可以用图3.23来说明[18,19]。
图3.23 基于复调制器的均匀DFT滤波器组
DFT滤波器组的分路过程分两步进行:首先,输入抽样序列x(n)被复指数正交调制;接着,正交调制信号经低通滤波器H(z)滤波,进而抽样率降低M 倍产生通路信号Xk(m)。
为方便起见,定义和复指数函数,由图3.23可得输入和输出关系为:
此式描述的即为数字分路器的数学模型,从这一数学模型出发,可得出有效实现DFT滤波器组的多相结构。经过进一步推导可得:
由式(3-38)可以看出, hi(m)*xi(m)是多相分支第i路的卷积,对其进行离散傅里叶变换即可得到第k个通路的信号Xk(m)。图3.24所示为式(3-38)所表示的原理框图,由图可以看出均匀DFT滤波器组法可由多相滤波器组和FFT模块两部分组成[20]。
图3.24 均匀DFT滤波器组的原理框图