软件无线电接收机采样后混叠信号相位调整滤波算法研究

Bandpass sampling which use sampling frequency much lower than the RF signal frequency is widely used in signal receiver. In the process of bandpass sampling, signal aliasing is unavoidable. This project aims to establish a software defined radio receiver which can eliminate the aliasing of the sampled signal. Research contents include: Establish a second order bandpass sampling system with adjustable delay; Propose phase adjusting filtering algorithm to solve aliasing problem in software; Establish the hardware platform for the realization of receiver. Proposed second order sampling structure can get rid of the orthogonality constraints in traditional second order sampling and can generate adjustable phase difference; Proposed phase adjustment filtering algorithm can separate mixed signals which improve the system ability to deal with multi-signal. This method also reduce sampling frequency constraints which can increase the flexibility of the receiver. The research content of this project has very good application value in multi-mode and multi-band software defined radio.

带通采样因其可使用远低于信号最高频率的采样频率对射频信号进行采样而广泛应用于软件无线电接收机，但是带通采样过程中会出现信号混叠问题，影响信号的正常接收。本项目拟针对采样后信号混叠问题建立可消除混叠的软件无线电接收机。研究内容包括：建立具有可调延时的二阶带通采样系统；提出相位调整滤波算法，通过软件方法解决镜像混叠和有用信号混叠问题；建立硬件平台实现接收机功能。项目拟提出的二阶采样结构能够摆脱传统二阶采样正交性的限制，使采样信号产生可调的相位差；拟提出的相位调整滤波算法能够分离混叠信号，提高接收机处理多个有用信号的能力，并且减少采样频率的限制条件，增加接收机的灵活性。本项目的研究内容在多模式、多频段软件无线电中具有很好的应用价值。

在基于带通采样的软件无线电接收机中，采样后信号镜像混叠和有用信号混叠问题普遍存在，影响了多模式、多频段信号在同一平台上的正常接收，本项目利用二阶带通采样结构，为两路采样信号提供可调采样延时，为解决采样后有用信号混叠分离问题，提出相位调整滤波算法，在软件上实现对镜像混叠消除和有用信号混叠的分离，减少模拟前端的负担，在时钟抖动的处理上，利用时钟抖动作为可调延时一部分，减少时钟抖动对采样系统性能的影响。项目通过对二阶带通采样理论的研究，利用为两路采样信号提供可调采样延时的方法，设计相位调整滤波算法消除镜像混叠，分离有用信号混叠，并建立基于GNU Radio的软件无线电接收机平台，在该平台上实现对多带通信号的接收与处理功能。硬件平台验证表明，该算法能有效消除信号混叠，减小了对采样频率的限制，提高了软件无线电接收机的灵活性，在无线通信领域具有很好的实用价值。.项目实施期间共发表论文12篇，其中SCI、EI检索学术论文7篇，中文核心期刊论文2篇，授权发明专利1部，申请发明专利2部，完成任务书中相应任务要求。