多带通信号采样信噪比研究与数字接收系统设计

【资源摘要信息】: "多带通信号采样的信噪比分析* (2002年)，电子科技大学学报，作者：黄勇、荣心芙、肖先赐，讨论了在低于奈奎斯特采样率下，多带通信号的采样信噪比及其与模拟滤波器和采样率的关系。" 文章主要探讨了多带通信号的采样理论，特别是利用欠采样定理和数字变频技术来处理多个带通信号的问题。在传统的通信系统中，采样率通常需要达到信号最高频率的两倍，即满足奈奎斯特采样定理，以避免混叠现象。然而，通过欠采样，即使用低于奈奎斯特率的采样率，可以直接采样和处理多个带通信号，但这样做会带来信噪比的下降。 文章指出，当采样率低于信号最高频率的两倍时，由于混叠效应，采样后的信号信噪比会恶化。混叠是指高频信号被错误地映射到低频域，导致信号失真和噪声引入。因此，理解采样后信噪比的变化对于优化数字接收系统的设计至关重要。 作者进一步分析了采样后信噪比与模数转换器（ADC）前的模拟滤波器以及采样率之间的关系。模拟滤波器在采样前的作用是去除不需要的频谱成分，降低混叠的影响，同时也可以影响信号的信噪比。不同的滤波器设计（如巴特沃兹滤波器、切比雪夫滤波器等）会带来不同的信噪比效果。滤波器的带宽选择、滚降系数和截止频率等参数都会影响采样后信号的质量。 此外，采样率的选择也是关键。较高的采样率可以提高信噪比，但会增加硬件复杂性和功耗；较低的采样率则可能导致信号失真。因此，在设计实际系统时，需要找到一个平衡点，既能保证信号质量，又能满足系统的资源限制。 通过研究这些关系，文章得出的结论对数字接收系统设计具有实际指导价值，可以帮助工程师优化采样策略，改善系统性能，同时兼顾成本和复杂性。关键词包括带通信号、均匀采样、混叠和噪声带宽，表明该研究关注的是信号处理中的核心问题，对于无线通信、雷达系统和数字信号处理等领域具有重要的理论和应用价值。