[發明專利]多通道梳狀濾波器及其實現方法

有效

• 申請號: 201210585121.8
• 申請日: 2012-12-28
• 公開（公告）號: CN103117730A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 潘科;韓明
• 申請（專利權）人: 上海貝嶺股份有限公司
• 主分類號: H03H17/02
• 分類號: H03H17/02
• 代理公司: 上海兆豐知識產權代理事務所(有限合伙) 31241
• 代理人: 章蔚強

技術領域

本發明涉及數字信號處理技術領域，尤其涉及多通道梳狀濾波器及其實現方法。

背景技術

科技日新月異，由于數字系統的迅猛發展，如今大部分的現代化設備都是使用數字系統進行信號處理。模擬信號需要經過模數轉換器（ADCs）轉換成數字信號才能在數字系統進行處理和存儲。隨著移動通信技術的發展，通信用戶急劇增加，現代通訊協議中都采用了高速多載波處理技術，這就要求相應的通信產品也具有高速多載波處理能力。

數字濾波器廣泛用于各種通訊系統，如高清電視，智能手機，電纜調制等。在采用高動態范圍和高信噪比的過采樣∑ΔADC應用中，濾波器扮演了重要角色，如高端音視頻傳輸、WiMAX（全球微波互聯接入）接收等。快速增長的高速率和高帶寬需求，使傳統的濾波器無法工作在高速的時鐘頻率系統中。例如2G系統中的∑ΔADC采樣頻率需要達到200KHz，3G系統中的∑ΔADC采樣頻率需要達到4MHz，而LTE（Long?Term?Evolution）系統中的∑ΔADC采樣頻率需要達到40MHz以上，下一代的移動通信技術將對數字信號處理的性能提出更高的要求。

梳狀濾波器是數字信號處理中經常使用的一種濾波器，不需要乘法單元，存儲空間也低于其他FIR（Finite?Impulse?Response）濾波器，并且容易擴展，這些優點都提高梳狀濾波器的實用性和研究價值。通帶衰減是梳狀濾波器的主要問題之一，通過增加梳狀濾波器的階數，可以銳化梳狀濾波器的通帶特性。對于傳統梳狀濾波器，每增加1階，將增加2個加法器，并且為了保持精度，相應數據位寬也會增加，加法器的速度將下降，面積也將增大。

梳狀濾波器在窄頻帶的低頻濾波器實現上有著較高的效率，其主要功能是消除頻譜上信號頻段以外的噪聲，以防止采樣后噪聲被混入信號頻段，常在降頻采樣（抽取）和升頻采樣（內插）時通常用做首級濾波器。如圖1所示，在降頻采樣（抽取）中應用，梳狀濾波器102緊跟在∑ΔADC101后，作為第一級濾波器，后級使用的半帶濾波器103、104用于平滑梳狀濾波器通帶特性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種多通道梳狀濾波器及其實現方法，能夠工作在數百兆赫茲（MHz）到吉赫茲（GHz）的∑ΔADC過采樣系統中，可以在進行加減運算前降低工作頻率，在不增加面積和復雜度的基礎上實現高速梳狀濾波器，同時可以支持多個通道的數據進行梳狀濾波。

實現上述目的的技術方案是：

本發明之一的一種多通道梳狀濾波器的實現方法，包括下列步驟：

步驟一，選擇階數為N，抽取因子為M的第一梳狀濾波器（201）；N和M均為正整數；

步驟二，將所述第一梳狀濾波器（201）分解為呈多相并列結構的第二梳狀濾波器（301），該第二梳狀濾波器（301）包括M1個第一子通路、M1-1個第一延時寄存器（307）和第二加法器（308），其中：

每個第一子通路包括一個階數為N，抽取因子為M2的第一分量梳狀濾波器（309），以及連接在第一分量梳狀濾波器（309）輸入端的第二抽取器（306），該第二抽取器（306）的抽取率為M1；

通過在每兩個第一子通路的輸入端之間連接一個所述第一延時寄存器（307），將各第一子通道的輸入端匯總成一個總輸入端;

各第一子通路的輸出端連接所述第二加法器（308）；

M1和M2均為正整數；

步驟三，針對每個第一分量梳狀濾波器（309），在其的每個第二單級積分器中第三D觸發器（304）到第三加法器（302）的路徑上加入一個移位寄存器或者RAM存儲器；在其的每個第二單級梳狀器中第四D觸發器（304’）到第二減法器（303）的路徑上加入一個移位寄存器或者RAM存儲器。

上述的多通道梳狀濾波器的實現方法，其中，所述實現方法還包括：

步驟四，在各第一子通道的總輸入端連接一個多路選擇器。

上述的多通道梳狀濾波器的實現方法，其中，所述M＝P*M1*M2，P表示相關系數。

本發明之二的一種多通道梳狀濾波器，包括第一多路選擇器（411）、M1個第二子通路、M1-1個第二延時寄存器（407）和第四加法器（408），其中：

每個第二子通路包括一個階數為N，抽取因子為M2的第二分量梳狀濾波器（410），以及連接該第二分量梳狀濾波器（410）輸入端的第四抽取器（406），該第四抽取器（406）的抽取率為M1；