研究生课程“软件无线电”项目报告。

简介：
研究生大作业的核心内容集中在调频（FM）信号的解调流程以及相关滤波器的设计与分析上。在软件无线电系统中，信号处理通常涉及一系列阶段，例如降采样、滤波和鉴频等，旨在实现对输入的信号的精准解调。具体而言，本研究探讨了以下几个关键滤波器及其应用：1. **CICF滤波器**：CIC（积分梳状）滤波器是一种用于降采样的滤波器，其传递函数由积分器和梳状滤波器巧妙地连接而成。在本例中，采用3级级联结构，并设定抽取因子D1为10以及增益补偿值为2。通过运用Z变换分析，可以清晰地获得CIC滤波器的传递函数特性。值得注意的是，级联的层数越多，旁瓣电平下降的速度也越快，从而有效地抑制了信号所遭受的干扰。2. **HBF滤波器**：HBF（Half-Band Filter，半带滤波器）是一种特殊的FIR（Finite Impulse Response，有限冲击响应）滤波器，其频率响应的阻带和通带宽度保持一致。该作业中使用的HBF为9阶的级联结构，并设置了3级级联以及抽取因子D2为8。这种滤波器的独特特性使其在信号降噪和频谱整形方面发挥着至关重要的作用。3. **FIRF滤波器**：FIRF（FIR滤波器）主要用于进一步的滤波和信号整形操作。本例中的FIRF采样频率设定为500 KHz，通带宽度限定为20 KHz，过渡带宽度为15 KHz，阻带衰减幅度达到100dB，并且阶数为127以及抽取因子D3为5。其频率响应曲线表明该滤波器具有线性相位特性并表现出低通滤波器的特征，能够有效地保留通带内的有用信号的同时抑制不必要的较高频率成分。4. **鉴频FIR滤波器**：鉴频FIR滤波器被设计用于从信号中提取关键的频率信息。它同样是63阶的结构, 采样频率设定为100 KHz, 通带宽度限定为20 KHz, 过渡带宽设置为10 KHz, 阻带衰减幅度达到80dB, 并具备线性相位特性以确保稳定的频率响应和准确的结果。5. **仿真信号处理**：所提供的仿真信号包含高斯白噪声背景下由两个正弦波（f1=1000Hz 和 f2=2000Hz）组成的瞬时相位信息；信噪比(SNR)设定为20dB, 鉴相器延迟因子D设置为3. 通过对仿真信号经过CICF、HBF、FIRF三级滤波器的逐步处理后进行分析, 可以推导出各级处理后的输出信号表达式并绘制相应的时域波形图。这些步骤对于理解信号在不同处理阶段的变化至关重要, 特别是在存在噪声干扰的情况下更为如此. 总而言之, 本研究生大作业系统性地涵盖了软件无线电领域的核心概念——包括完整且精细的信号解调流程、针对不同需求的滤波器设计策略以及基于数字信号处理技术的仿真分析方法论 。通过这些实践性的研究与分析工作, 学生能够深入理解软件无线电系统中如何利用数字信号处理技术来显著提升信号质量并有效提取有价值的信息。