研究生软件无线电大作业：CICF、HBF与FIR滤波器分析

这篇资源主要涉及的是研究生课程《软件无线电》的大作业内容，主要任务是对调频（FM）信号进行解调，并设计相应的数字信号处理组件。作业中涉及到的关键技术包括CICF（积分梳状滤波器）、HBF（半带滤波器）以及FIRF（FIR滤波器）的传递函数设计与性能分析，以及鉴频FIR滤波器的构建和信号处理流程。 1. CICF（积分梳状滤波器）的传递函数及性能分析： CICF通常用于降采样操作，其结构由积分器和梳状滤波器组成。在该作业中，CICF为3级级联，抽取因子D1=10，增益补偿值为2。其传递函数为一个阶数为D的积分梳状滤波器的Z变换，表现为阶数为D的积分器与梳状滤波器的级联。从给出的幅频响应曲线图1.1可见，单级CICF的旁瓣电平较高，但通过级联可以显著降低旁瓣电平，3级级联后的CICF能够有效降低主瓣电平，提高信噪比。 2. HBF（半带滤波器）的设计与性能： 半带滤波器是一种特殊的FIR滤波器，其频率响应特性使得阻带宽度等于通带宽度。在本作业中，HBF为9阶，3级级联，抽取因子D2=8。其传递函数满足特定的频率响应条件，具有对称性，且在非零奇数点的冲激响应为零。9阶三级级联的HBF的幅频响应曲线未给出，但可以预期它将提供良好的频率选择性和较低的过渡带衰减。 3. FIRF（FIR滤波器）的设计与性能： FIRF被设计用于特定的采样频率和带宽要求，如500KHz的采样频率，20KHz的通带和15KHz的过渡带，以及127阶的滤波器长度。它的目标是实现100dB的阻带衰减。设计完成后，FIRF的频率响应曲线将展示其在指定带宽内的性能，包括通带内的平坦度和阻带的衰减情况。 4. 鉴频FIR滤波器： 鉴频FIR滤波器的目的是从信号中提取调制信息，其参数为采样频率100KHz，通带20KHz，过渡带10KHz，阻带衰减80dB，63阶。设计时需要考虑信号的瞬时相位和频率成分，以及SNR（信噪比）。 5. 信号处理流程： 作业中的模拟信号包含了高斯白噪声和特定频率的调制成分。经过CICF、HBF、FIRF三级处理后，需要推导出各级处理后的输出信号表达式，并考虑噪声影响。在给定的条件下，需要计算每级处理后的输出信号，并绘制时域波形，同时考虑自动增益控制（AGC）的影响。 这个大作业旨在让学生深入理解软件无线电中的数字信号处理技术，特别是滤波器设计和调频信号的解调过程，同时也考察了学生对噪声、信噪比以及信号处理链路的理解和应用能力。完成这个作业需要扎实的数字信号处理理论基础和实践经验。