数字下变频及其频谱分析[]

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1、万方数据第3卷第2期2005年6月信息与电子工程INFORMATIoNA卜TDELECTRONICENGINEERINGV01．3，No．2Jun．，2005数字下变频及其频谱分析杨力生，韩庆文，杨士中(重庆大学通信工程学院，重庆400044)摘要：在软件无线电的系统设计以及接收信号的数字化、软件化的实现中，数字下变频对信道访问起着重要作用。本文首先介绍了数字下变频的工作原理，然后详细分析了数字下变频的组成结构，讨论了接收机中数字下变频的概念和种类，分析了两种数字下变频频谱的特点，并推导了数字下变频在时域的表达式，最后给出了两种数字下变频适用的范围。关键词：通信技术；数字下变频；综述；正

2、交变换；复数采样中图分类号：TN911．6文献标识码：A文章编号：1672．2892(2005)02．0153一05AnalysisofDigitalDownconvertanditsSpectrumYANGLi-sheng，HANOiIlg．wen，YANGSlli．zhong(SchoolofCoI砌unica吐0nEng细eering，ChongqingUniV粥时，Chongqing400044，China)Abstllct：Digitaldownconvcn(D￡IC)playsa11importa眦roleinch锄nelaccesswh∞peopledesi印soft聊鹏-

3、defi·ned-radiosystemandrealizedi百d∞dandsoftware-orie玎Ltedproce豁ofthereceiVedsignal．IIlthisanicle，廿leprincipleofDDCisfi格texplailled．111entI坞concepta11d咖esofDDCmⅡ1ereceiverarediscussed锄d也ech啪cteristicsofmetwotyp豁ofspec臼a0fDDCare锄alyzed．TheDDC’stime-d锄aill唧ressionisconciselydeduced船well．Atl鼬t，t11eap

4、plicationareaofmese铆omemodsispresented．Keywords：communicationtechnique；Di西taldowncoven；sun，ey；qu钺If：mlre觚fonn；conlplexsampl吨1引言数字下变频(di西taldownconvert，DDC)一般执行信道的访问功能。DDC接收经过高速采样的中频IF信号，将所需的频带下变为基带。数字下变频广泛应用在通信系统的软化和数字化中。它的原理和频谱特点对于基于软件无线电的通信系统有重要意义。2数字下变频的理论基础根据应用的不同要求，数字下变频使用两种截然不同的模式：直接中频采样模式和

5、正交采样模式【卜2】。从傅里叶变换的性质可知，实信号x(f)的频谱具有共轭对称性，即x(厂)=F(一厂)。因此其正、负频率的幅度分量是对称的，相位分量是相反的，只需用其正频分量或负频分量就可完全描述z(，)，不会丢失任何信息。取正频分量，构造一个信号z(f)，令它的频谱z(厂)为f2x(厂)厂>oz(力={J(／)厂=o【o，

6、频匹信号可以用一个实的窄带信号表示为：《D邗(O·cos【鳓什反D】对应的频谱为x(厂)如图l所示：l．氚～爪收稿日期：2004．07．19：修回日期：2005．02一04基金项目：教育部博士点基金(20010611004)詈。鲁，图1蚴的频谱万方数据154信息与电子工程第3卷其中B为信号的带宽，堕>>B。由以上的分析可得窄带信号x(f)的解析表达为：2丁cz(D2a(D·cos【幼f+口(力】_：，口(力·sin“珊什p(力】相应的极坐标形式为z(f)=口(f)．e7‘‰’+口‘‘’1=口(f)·P归‘¨．e7‰’将上式乘以P一鲰‘，把载频嘞变为零，其结果称为基带信号(或零中频信号)，

7、记为zB(f)=口(f)·P’口o’=z彤(f)+，zBD(f)其中，z脚(，)=口(，)cosp(，)]，z肋(，)=口(，)sin矽(，)】称为基带信号的同相分量和正交分量。一个实的窄带信号既可用解析信号z(f)表示，也可用基带信号z。(，)表示。因为实现理想Hilben变换的阶跃滤波器无法实现，而获得基带信号比较容易。另外从解析信，号z(f)出发，容易获得信号的三个特征参数：瞬时幅度、“、瞬时相位和瞬时频率。这样就为信号分析、