4FSK基带信号产生原理

Question

对于DMR协议的4FSK调制，基带信号的产生过程如下图所示，其中需要进行8倍内插（8倍上采样），为什么需要进行8倍内插？

Answer 1

以下回复参考：皆我百晓生、券券喵儿等免费微信小程序作答:

在数字通信中，特别是在使用FSK（频移键控）调制时，基带信号的产生需要进行特定的处理以适应通信系统的要求。针对DMR协议的4FSK调制，基带信号产生过程中的8倍内插（8倍上采样）是为了满足以下几个关键方面：

1. 符号速率与载波频率的关系：在FSK调制中，数字信号的符号速率与最终的载波频率之间需要一定的映射关系。对于4FSK来说，更高的符号速率意味着更精确的相位控制和频率区分能力，有助于区分不同的频率。因此，上采样可以增加信号的瞬时频率分辨率和精度，有助于更好地实现FSK调制。
2. 成型滤波和抗混叠需求：在数字调制系统中，为了限制信号带宽并满足特定的频谱要求，需要用到成型滤波器。在信号通过成型滤波器之前进行上采样可以更容易地实现滤波器的设计，同时减少频谱混叠的风险。此外，它有助于改善滤波器的性能并减少干扰。
3. 处理性能的提升：在进行上采样后，可以在后续的信号处理步骤（如调制或解调）中获得更高的精度和灵活性。在某些情况下，提高处理速度可能会允许后续数字信号处理器（DSP）以更精细的方式处理信号，从而实现更好的通信质量。

在图中的“图3-1 4FSK调制和解调框图”中，“比特流”在经过串并转换、符号映射后经过成型滤波，再通过内插或上采样是为了生成更加准确的频率信息和足够的符号速率。通过这种方式处理后的信号将在后续的数字模拟转换器或其他模块中具有更好的性能表现。同时，这个过程也确保了数字信号在向模拟信号转换时的准确性和稳定性。这种内插过程可能是通过内插滤波器实现的，如CIC（级联内插补偿滤波器），这种滤波器在数字信号处理中常用于增加信号的采样率。最后，经过正交调制等步骤生成最终的基带信号。总的来说，这个过程是为了确保信号的传输质量和通信系统的性能。