【题目编号】MC4-1290
【题目】SDR 收发信机的主要功能均由数字信号处理算法实现，包括：
【答案】ABCD（多选题）
[A]混频
[B]滤波
[C]调制
[D]解调
考点速览
这道题问软件无线电（software defined radio，SDR）收发信机里哪些功能由数字信号处理算法实现，四个选项分别是混频、滤波、调制、解调。答案是四项全选。它考的不是某一个技术点，而是对一条分界线的判断：哪些环节已经从模拟电路搬进了算法。弄清这条线画在哪里，比记住这四个词更重要。
题干说的是主要功能，天线、射频功率放大与前端预选这些环节仍属模拟电路的地盘，不在算法之列。
软件无线电的分界线在哪里
软件无线电的设计思路是把模拟部分尽量往天线方向推，让射频信号尽早数字化，中频以后的一切尽量交给软件。传统超外差接收机里，混频器是一只二极管环形或场效应管器件，滤波器是一堆电感电容与晶体，调制解调靠专门的模拟集成电路。数字化方案把这些环节统统换成对采样序列的乘加运算，功能由代码里的系数和算式定义，换一段程序就换一种电台。收发两个方向都适用，只不过一个从射频往基带走，一个从基带往射频走。
换个说法，数字化程度可以用一条线来衡量：这条线离天线越近，就有越多功能落进算法。理想形态是在天线上直接采样，此后的放大、变频、滤波、调制解调全在数字域完成；现实器件做不到这一点，线便被画在中频或基带，把天线、低噪声放大器、功率放大器与射频预选留在模拟侧。题目所列的四项恰好都在这条线之后，因此都是算法的活。
混频与滤波：同一批乘加运算的两副面孔
数字混频就是逐点相乘。把输入序列乘上一个由数控振荡器（numerically controlled oscillator，NCO）生成的复本振，频谱整体平移，和模拟混频器完成的和频、差频是一回事，只是不再有本振泄漏与镜像抑制比这些器件指标，取而代之的是数值精度与杂散。数字滤波则是另一副面孔：有限冲激响应（finite impulse response，FIR）滤波器做的是输入序列与系数序列的卷积，无限冲激响应（infinite impulse response，IIR）滤波器做的是带反馈的差分方程，两者都是有限次乘加的堆叠。改系数就换通带，不用动烙铁。
调制与解调：都能写成算法
调制在数字域里有一个统一的骨架：生成一个复基带序列，乘上复载波送出去。幅度键控控制模值，频移键控控制相位增量，相移键控与正交幅度调制让 I、Q 两路各自携带符号流，单边带则把不需要的那一侧边带抵消掉。解调是反着来，从 I/Q 序列里取出幅度、相位或频率。求模值得到包络，用于调幅；求辐角得到瞬时相位，用于调相；对辐角做差分得到瞬时频率，用于调频。这些运算都是逐样本的算术，属于算法的天然领地，连同步、自动增益控制、自动频率控制这些环路也一并由软件实现。
以单边带为例：模拟时代要靠晶体滤波器或机械滤波器滤掉一侧边带，数字域里既可以用陡峭的边带滤波器，也可以用正交对消的办法，灵活性来自算法本身。调频也一样，把调制信号积分成相位增量再送进正交调制器，频偏由系数决定，改一个常数就换一种频偏。
逐项辨析
选项 A 正确。混频器在数字域里就是乘法器加数控振荡器，复乘完成频谱搬移，这是整个处理链的第一个环节。
选项 B 正确。滤波是最典型的数字信号处理任务，有限冲激响应与无限冲激响应两大类结构在发射与接收两个方向上都承担着选频、成形、抑制镜像的职责。
选项 C 正确。调制完全可以用算法表达，通用调制器把各种调制方式统一成对复基带序列的处理，改参数即可切换。
选项 D 正确。解调同样是算法，包络、瞬时相位、瞬时频率都能从 I/Q 序列算出来，是同一套运算的反向使用。
四个选项没有一个是错的，但边界要看清：天线、低噪声放大器、功率放大器、射频预选以及最靠近天线的那一级模拟变频，仍然由模拟电路承担。题目问的是主要功能，这四项都在算法的能力范围之内。
还有一点值得记住：这四项在算法里并不是四个互不相干的模块，混频与滤波常常串在一起成为抽取或内插滤波器的组成部分，调制与解调也共用同一套正交运算单元。
应试要点
把软件无线电的功能清单记成一句话：中频与基带之后，凡是原来靠电路完成的运算，都可以交给乘加。混频是复乘，滤波是卷积或差分，调制是复基带乘载波，解调是取模、取辐角、做差分。剩下的模拟地盘只有天线、放大与前端预选。
判断这类题的诀窍是先找器件再找运算：需要电感、电容、晶体管、功率器件参与的，多半留在模拟侧；只涉及序列、系数、延时与乘加的，都归算法。
