短波通信中的高精度时延处理与DSP实现

"一种时延设计方法与DSP实现，通过大容量存储器处理大尺度延时，使用DSP处理高精度小尺度延时，结合软件无线电的内插和抽取技术，适用于短波通信信道模拟中的高精度延时需求。" 在通信系统中，尤其是在短波通信领域，精确控制信号的时延是一项关键任务。短波通信因其独特的传播特性，如瑞利衰落、多径效应和多普勒频移，使得通信设备在测试和定装过程中面临挑战。为了解决这些问题，通常采用实验测试或信道模拟。实验测试成本高昂且难以实施，而信道模拟则能提供可控的实验室环境，模拟真实信道特性。 Watterson模型作为推荐的短波信道模型，因其能较好反映实际信道特性和较低的计算复杂度而广泛应用。在短波信道模拟中，多径传播导致的衰落和时延是重要考虑因素。多径时延差可能达到毫秒级别，这对模拟器的延时精度和实时性提出了高要求。 本方法提出了结合大容量存储器和数字信号处理器（DSP）的时延设计策略。大容量存储器用于实现大尺度的延时处理，这适用于处理大量数据的情况，满足实时性要求。而DSP则承担了实现高精度小尺度延时算法的任务，通常借助插值算法来提高延时处理的精度。内插技术在数字信号处理中扮演重要角色，通过在原始采样点之间插入零值，可以实现信号的整数倍内插，但也会引入高频镜像成分。 为了解决这个问题，内插后的信号需要经过低通滤波来去除高频镜像，恢复原始信号频谱。这种内插抽取器的实现结构有效地结合了存储器的延迟能力和DSP的计算能力，以适应短波信道模拟器对大时延和高精度的需求。 具体而言，内插过程可以将原始序列x(n)的频谱压缩，随后通过低通滤波器来消除高频成分，确保输出频谱与原始序列一致。这种方法对于模拟多径传播引起的时延差至关重要，因为它可以精确模拟不同路径信号到达的时间差，从而更准确地再现短波通信环境中的信道特性。 该文提出的时延设计方法是短波通信信道模拟技术的一个重要进步，它优化了延时处理的精度和实时性，降低了测试成本，有助于加快通信设备的研发进程。这一方法不仅适用于短波通信，还可以推广到其他需要高精度时延控制的无线通信系统中。