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總結(jié)起來，多速率信號處理，其目的在于改變原有數(shù)字信號的頻率，通過抽取實現(xiàn)降低采樣速率，通過內(nèi)插來實現(xiàn)提高采樣速率，但抽取或內(nèi)插的前提是，需要保證有用信號頻帶內(nèi)沒有頻譜混疊，繼而需要各種新式的濾波器來實現(xiàn)。


多速率信號處理的核心：抽取、內(nèi)插、低通濾波。實質(zhì)上不難看出，設(shè)計的難點(diǎn)在于濾波器。多速率濾波器實質(zhì)上是具有線性相位的FIR濾波器，通常濾波器需要工作在很高的速率上，因而需要考慮如何減少運(yùn)算量和運(yùn)算復(fù)雜度。


常用的多速率濾波器主要有：多速率FIR濾波器、積分梳狀（CIC）濾波器和半帶濾波器。


多速率FIR濾波器由于信號速率高，需要工作在很高的頻率上，大量的乘法器參與運(yùn)算會導(dǎo)致資源消耗多、功耗大等問題，這對于FPGA片內(nèi)有限的資源來說，實際操作不太可取，因此實際使用較少。CIC濾波器和半帶濾波器結(jié)構(gòu)簡單，實現(xiàn)方便，性能良好，在軟件無線電中得到廣泛使用。


特別是在DDC和DUC中，將不同的濾波器進(jìn)行組合實現(xiàn)需求。例如，在接收機(jī)中，采用CIC濾波器作為第一級濾波器，完成抽取和低通濾波；在第二級采用FIR實現(xiàn)的半帶濾波器，此時的工作頻率較低，濾波器參數(shù)得到優(yōu)化，可以用較低的階數(shù)實現(xiàn)，節(jié)省資源和降低功耗。


對于無線通信，收、發(fā)兩端都存在多速率處理，這里我們將發(fā)射機(jī)的多速率處理叫做多速率發(fā)送處理器，相應(yīng)地，在接收端，叫做多速率接收處理器。


需要注意的是，如果我們只做基帶信號處理，可能你是不會去接觸如何設(shè)計濾波器，完成DDC或者DUC。同樣，在基帶處理中，因分工問題，你可能無法一個人完成整個鏈路的設(shè)計，但對于處于邊工作邊學(xué)習(xí)階段的我們，誰甘愿一直做一個模塊，到時候只會一個功能部件設(shè)計，其余的不會，這會對職業(yè)生涯發(fā)展構(gòu)成威脅。


回到對多速率發(fā)送和接收處理器的討論中，看看其一般設(shè)計過程。