[發(fā)明專利]用于數(shù)字基帶接收機(jī)的濾波器及其設(shè)計(jì)方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710041355.5
• 申請(qǐng)日: 2007-05-28
• 公開（公告）號(hào): CN101316102A
• 公開（公告）日: 2008-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 熊學(xué)泉;王吉健;陳正一;趙小勇;李新兵;張平山
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安凡微電子（上海）有限公司
• 主分類號(hào): H03H17/06
• 分類號(hào): H03H17/06;H04L27/233
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 逯長(zhǎng)明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無(wú)線通信技術(shù)，特別是涉及一種用于數(shù)字基帶接收機(jī)的濾波器及其設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)

隨著無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展，對(duì)無(wú)線通信系統(tǒng)中接收端的數(shù)字基帶接收機(jī)的性能要求也日益提高。數(shù)字基帶接收機(jī)接收到的射頻信號(hào)經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)、數(shù)字下變頻器(DDS)和數(shù)字抽取濾波器后得到基帶的同相/正交相位(I/Q，In-phase/Quadrature-phase)數(shù)據(jù)，接著I/Q數(shù)據(jù)再經(jīng)過(guò)差分解調(diào)器、頻率解交織器、四相移鍵控(QPSK)解映射器、時(shí)間解交織器和維特比(Viterbi)解碼器解調(diào)出數(shù)字信號(hào)。其中，數(shù)字抽取濾波器的作用是將輸入的窄帶帶通信號(hào)變?yōu)榈屯ɑ鶐盘?hào)，同時(shí)可以有效的抑制鏡像干擾和鄰頻干擾，濾除帶外的噪聲信號(hào)，提高信噪比，因此，濾波器的性能將直接影響到數(shù)字基帶接收機(jī)的性能。

在數(shù)字基帶接收機(jī)中的數(shù)字抽取濾波器通常采用有限沖激響應(yīng)(FIR，F(xiàn)inite?Impulse?Response)濾波器。例如，專利號(hào)為ZL97192069.9的中國(guó)發(fā)明專利、申請(qǐng)?zhí)枮?8812821.7的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)、申請(qǐng)?zhí)枮?2815462.2的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)、專利號(hào)為ZL03158877.8的中國(guó)發(fā)明專利中所提到的抽取濾波器采用的都是FIR濾波器。FIR濾波器的優(yōu)點(diǎn)是性能穩(wěn)定，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)線性相位特性，并且也有高效的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)。一般來(lái)說(shuō)，F(xiàn)IR濾波器的階數(shù)越高，就意味著更好的濾波性能。

然而，F(xiàn)IR濾波器是利用其系數(shù)參數(shù)和輸入的數(shù)據(jù)相乘累加來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此其運(yùn)算量也隨著階數(shù)的增加呈幾何級(jí)數(shù)倍增，這也意味著需要更多的硬件資源和更高的硬件要求。而在接收機(jī)技術(shù)指標(biāo)要求很高的情況下，尤其是在面向移動(dòng)接收的數(shù)字音頻廣播(DAB，Digital?Audio?Broadcast)的數(shù)字基帶接收機(jī)中，為滿足高濾波性能的要求，采用高階FIR濾波器是不可避免的，而高階FIR濾波器對(duì)硬件資源的需求更多，這不僅會(huì)增大基帶接收機(jī)的芯片面積，還會(huì)帶來(lái)更高的系統(tǒng)功率消耗。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的問(wèn)題是，提供一種用于數(shù)字基帶接收機(jī)的濾波器，其運(yùn)算量小、對(duì)接收機(jī)硬件資源要求和占用低，進(jìn)而可以節(jié)省基帶接收機(jī)的芯片面積、降低基帶接收機(jī)的系統(tǒng)功率消耗。

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種用于數(shù)字基帶接收機(jī)的濾波器，所述的濾波器用于對(duì)所述數(shù)字基帶接收機(jī)接收的射頻信號(hào)經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)字下變頻的輸出信號(hào)進(jìn)行數(shù)字抽取濾波，所述的濾波器是無(wú)限沖激響應(yīng)濾波器。

根據(jù)本發(fā)明的較佳實(shí)施例，所述的數(shù)字基帶接收機(jī)是數(shù)字音頻廣播接收機(jī)。所述的濾波器是低通濾波器。所述的無(wú)限沖激響應(yīng)濾波器是格型數(shù)字濾波器。所述的濾波器的階數(shù)是根據(jù)濾波器的技術(shù)指標(biāo)確定。其中，所述的濾波器的技術(shù)指標(biāo)是指濾波器輸出的通帶波紋系數(shù)為0.5dB，阻帶衰減為50dB，截止頻率為0.78MHz。所述的格型數(shù)字濾波器的階數(shù)大于等于9階，較佳地，所述的濾波器是9階格型數(shù)字濾波器。所述的濾波器的階數(shù)是指濾波器基本單元的個(gè)數(shù)。所述的9階格型數(shù)字濾波器包括9個(gè)濾波器基本單元、9個(gè)延時(shí)器，第一加法器、第一乘法器、輸入信號(hào)、第一中間輸出信號(hào)、第二中間輸出信號(hào)和輸出信號(hào)，其中，輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)5個(gè)級(jí)聯(lián)的濾波器基本單元和延時(shí)器得到第一中間輸出信號(hào)，輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)另外4個(gè)級(jí)聯(lián)的濾波器基本單元和延時(shí)器得到第二中間輸出信號(hào)，第一中間輸出信號(hào)和第二中間輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)第一加法器和第一乘法器得到輸出信號(hào)。所述的濾波器基本單元是橢圓型濾波器。所述的橢圓型濾波器包括負(fù)反饋放大器，第二加法器、第三加法器、第四加法器，第二乘法器，輸入，反饋輸入，反饋輸出和輸出，其中，所述的輸入經(jīng)過(guò)所述的負(fù)反饋放大器后和反饋輸入經(jīng)過(guò)第二加法器、第二乘法器得到中間輸出，所述的輸入和中間輸出經(jīng)過(guò)第三加法器得到所述的輸出，所述的反饋輸入和中間輸出經(jīng)過(guò)第四加法器得到所述的反饋輸出。其中，所述的第二乘法器的系數(shù)是根據(jù)所述格型數(shù)字濾波器的階數(shù)確定，所述的格型數(shù)字濾波器的階數(shù)為9階。所述的乘法器的系數(shù)的取值范圍是[-1，1]，更佳地，所述的乘法器的系數(shù)的取值范圍是(0，0.5)。

對(duì)應(yīng)于上述的用于數(shù)字基帶接收機(jī)的濾波器，本發(fā)明還提供一種濾波器的設(shè)計(jì)方法，包括下述步驟：確定所述的濾波器是無(wú)限沖激響應(yīng)濾波器；確定所述的濾波器的技術(shù)指標(biāo)；根據(jù)所述的濾波器的技術(shù)指標(biāo)確定所述的無(wú)限沖激響應(yīng)濾波器的類型、濾波器基本單元的類型及無(wú)限沖激響應(yīng)濾波器的階數(shù)。