[發明專利]有限沖擊響應數字濾波器及其實現方法

有效

• 申請號: 201110143121.8
• 申請日: 2011-05-30
• 公開（公告）號: CN102811035A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發明（設計）人: 周恒箴;曾祥希
• 申請（專利權）人: 中興通訊股份有限公司
• 主分類號: H03H17/02
• 分類號: H03H17/02
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 李健;龍洪

技術領域

本發明涉及數字信號處理技術領域，尤其涉及一種有限沖擊響應數字濾波器及其實現方法。

背景技術

有限沖擊響應(Finite?Impulse?Response，FIR)數字濾波器是數字信號處理系統中最基本的元件，它可以在保證任意幅頻特性的同時具有嚴格的線性相頻特性，其單脈沖響應是有限的，沒有輸入到輸出的反饋，是穩定的系統。因此，FIR濾波器在通信、圖像處理、模式識別等領域都有著廣泛的應用。

FIR數字濾波器可以通過傳統的乘累加結構來實現。傳統的乘累加器結構，就是進行乘累加運算。輸入信號x(n)經過FIR濾波器的過程是一個輸入信號與單位脈沖響應進行線性卷積的過程，即：

y(n)=Σi=0L-1h(i)x(n-i)]]>

其中，y(n)為濾波器的輸出，h(i)為濾波器的單脈沖響應，L-1為濾波器的階數。從表達式可以看出，每次輸出y(n)需要進行L次乘法和L-1次加法操作實現乘累加之和。

傳統的乘累加器結構需要使用L個乘法器和L-1個加法器資源，而且隨著濾波器的階數越大，需要的乘法器和加法器越多，占用的硬件資源也就越大。對于一些特殊的應用場合，例如超高頻無源射頻識別閱讀器的前向波形成形濾波，其輸入波形為矩形波或者階梯波，為了達到較好的濾波效果需要使用高階的FIR濾波器，如果采用傳統的乘累加結構，會占用大量的硬件資源，增加設備的成本。

發明內容

本發明提供了一種有限沖擊響應數字濾波器及其實現方法，以解決當輸入信號為矩形波或階梯波時，現有的FIR濾波器需要大量乘法器和加法器，占用大量的硬件資源，增加設備的成本的問題。

本發明提供了一種有限沖擊響應(FIR)數字濾波器，包括提取模塊、脈沖響應模塊和處理模塊，其中：

所述提取模塊，用于根據所述FIR數字濾波器的輸入信號提取出脈沖信號；

所述脈沖響應模塊，用于根據所述提取模塊提取出的脈沖信號的幅度和預存的所述FIR數字濾波器的系數獲得脈沖響應信號并輸出；

所述處理模塊，用于對所述脈沖響應模塊輸出的所述脈沖響應信號進行處理，并將處理結果作為該FIR濾波器的輸出信號。

優選地，所述脈沖響應模塊為一個或多個。

優選地，所述FIR數字濾波器還包括分配器，其中：

所述分配器，用于將所述脈沖信號分配給N個脈沖響應模塊，N的取值不小于所述輸入信號在單位脈沖響應時間長度內發生變化的最大次數；

所述處理模塊包括加法器和積分器，其中：

所述加法器，用于對所述N個脈沖響應模塊輸出的脈沖響應信號進行求和，得到所述脈沖響應信號的疊加信號；

所述積分器，用于對所述疊加信號進行積分，并將積分結果作為該FIR濾波器的輸出信號。

優選地，若所述脈沖響應模塊為一個，則所述處理模塊包括積分器，所述積分器，用于對該脈沖響應模塊輸出的脈沖響應信號進行積分，并將積分結果作為該FIR濾波器的輸出信號。

優選地，所述脈沖響應模塊包括檢測單元、指針計數器、FIR系數表和乘法器，其中：

所述FIR系數表，用于保存所述FIR濾波器的系數；

所述檢測單元，用于對脈沖信號進行檢測，當檢測到脈沖信號時，啟動所述指針計數器；

所述指針計數器，用于查詢所述FIR系數表，從所述FIR系數表中依次取出所述FIR濾波器的系數；

所述乘法器，用于對所述脈沖信號的幅度和所述系數相乘，并輸出相乘結果。

本發明還提供了一種上述有限沖擊響應(FIR)數字濾波器的實現方法，該方法包括：

所述提取模塊根據所述FIR數字濾波器的輸入信號提取出脈沖信號；