[發(fā)明專利]一種可變子帶數(shù)字濾波器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510252334.2
• 申請(qǐng)日: 2015-05-18
• 公開（公告）號(hào): CN104883157B
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃銳敏;朱述偉;李國剛;凌朝東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華僑大學(xué)
• 主分類號(hào): H03H17/02
• 分類號(hào): H03H17/02
• 代理公司: 廈門市首創(chuàng)君合專利事務(wù)所有限公司35204
• 代理人: 張松亭,林燕玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及數(shù)字濾波器領(lǐng)域，特別是一種可變子帶數(shù)字濾波器。

背景技術(shù)

移動(dòng)通信領(lǐng)域可用頻帶一般為受限資源，需要申請(qǐng)或者購買才能獲得相應(yīng)的運(yùn)營資格。在同一個(gè)制式內(nèi)，頻率資源也被分配給多個(gè)不同的運(yùn)營商。無論中國還是國外，一家運(yùn)營商往往在一個(gè)制式上獲得多個(gè)不連續(xù)頻帶的運(yùn)營許可。例如GSM的890～893MHz(3MHz帶寬)和900～901MHz(1MHz帶寬)二個(gè)子頻帶。不同國家有不同的無線頻段的規(guī)劃，同時(shí)一個(gè)運(yùn)營商不能獲得整個(gè)頻段的經(jīng)營權(quán)。特別在國外，不同運(yùn)營商的頻段帶寬不一樣。此外，一個(gè)制式里的多個(gè)不連續(xù)的頻段的帶寬不是固定的。所以為了適應(yīng)現(xiàn)代無線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營特點(diǎn)，通信系統(tǒng)如基站、無線直放站、移動(dòng)終端及手機(jī)需要具有多子帶選頻，帶寬可以實(shí)時(shí)設(shè)置的功能，以滿足現(xiàn)場應(yīng)用要求。模擬技術(shù)可以解決多網(wǎng)絡(luò)融合和多子帶，但不能實(shí)現(xiàn)“帶寬實(shí)時(shí)可設(shè)置”。

利用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)靈活、精確的特點(diǎn)，可以有效地解決“帶寬實(shí)時(shí)設(shè)置”的技術(shù)難題。在數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)中，數(shù)模轉(zhuǎn)換器首先將連續(xù)模擬信號(hào)離散、量化和編碼為數(shù)字信號(hào)。然后，離散的數(shù)字信號(hào)經(jīng)過數(shù)學(xué)算法的處理之后通過數(shù)模轉(zhuǎn)換又還原為模擬信號(hào)。數(shù)字信號(hào)處理的算法可以通過計(jì)算機(jī)或者數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)和專用集成電路(ASIC)，F(xiàn)PGA等以編程方式實(shí)現(xiàn)。然而，目前對(duì)實(shí)時(shí)可變子帶濾波器的研發(fā)非常有限，還沒有針對(duì)性的完整的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提出一種高效的可變子帶濾波器，有效實(shí)現(xiàn)可變子帶濾波器的同時(shí)，可以降低對(duì)硬件資源的占用。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種可變子帶數(shù)字濾波器，用于將[0,2π]頻帶分解為M個(gè)均勻子帶進(jìn)行選通濾波，包括濾波輸入端和濾波輸出端，其特征在于：其結(jié)構(gòu)包括直接型FIR濾波器或轉(zhuǎn)置型FIR濾波器。

優(yōu)選的，直接型FIR濾波器實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)如下，包括濾波輸入端、濾波輸出端、M-1個(gè)單位延遲單元、M-1個(gè)合成累加器、M個(gè)可變系數(shù)乘法器和M個(gè)多相濾波器；該濾波輸入端一路連接第0相多相濾波器輸入端，另一路經(jīng)M-1個(gè)單位延遲單元依次延遲構(gòu)成M-1級(jí)延遲支路；該M-1級(jí)延遲支路分別連接第一至第M-1相多相濾波器輸入端；M個(gè)多相濾波器的輸出端分別連接到M個(gè)可變系數(shù)乘法器的一個(gè)輸入端，而M個(gè)可變系數(shù)乘法器的另一輸入端分別連接M個(gè)可變系數(shù)S_i，其中i＝0、1、2…M-1；該第0至第M-2個(gè)可變系數(shù)乘法器的輸出端分別連接第一至第M-1個(gè)合成累加器的一輸入端，該第M-1個(gè)可變系數(shù)乘法器輸出端連接第M-1合成累加器另一輸入端，第M-2合成累加器依次累加至第一合成累加器，該第一合成累加器的輸出端作為濾波輸出端。

優(yōu)選的，轉(zhuǎn)置型FIR濾波器實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)如下，包括M-1個(gè)單位延遲單元、M-1個(gè)合成累加器、M個(gè)可變系數(shù)乘法器和M多相濾波器；該濾波輸入端分成M支路，該M支路分別連接第0至第M-1個(gè)多相濾波器輸入端；M個(gè)多相濾波器的輸出端分別連接到M個(gè)可變系數(shù)乘法器的一個(gè)輸入端，而M個(gè)可變系數(shù)乘法器的另一輸入端為M個(gè)可變系數(shù)S_i，其中i＝0、1、2…M-1；該第0至第M-2個(gè)可變系數(shù)乘法器輸出端分別連接第一至第M-1合成累加器輸入端，該第M-1個(gè)可變系數(shù)乘法器輸出端經(jīng)第M-1延遲單元連接第M-1合成累加器另一輸入端，該第M-2合成累加器至第一合成累加器的輸出端分別經(jīng)第M-2延遲單元至第一延遲單元連接至上一級(jí)合成累加器輸入端，該第一合成累加器輸出端作為濾波輸出端。

優(yōu)選的，所述M個(gè)多相濾波器為直接型FIR濾波器。

優(yōu)選的，所述多相濾波器包括子濾波輸入端，子濾波輸出端、N個(gè)常系數(shù)乘法器、N-1個(gè)M延遲單元和N-1個(gè)加法器；該子濾波輸入端一路連接第一個(gè)常系數(shù)乘法器輸入端，另一路經(jīng)N-1個(gè)M延遲單元依次延遲構(gòu)成N-1級(jí)延遲支路；該N-1級(jí)延遲支路分別連接第二個(gè)至第N個(gè)常系數(shù)乘法器輸入端，第一至第N個(gè)常系數(shù)乘法器的另一個(gè)輸入端分別連接濾波器系數(shù)h₀至h_N-1，該第一至第N-1個(gè)常系數(shù)乘法器的輸出端分別連接第一至第N-1合加法器輸入端，該第N個(gè)常系數(shù)乘法器的輸出端連接第N-1加法器的另一輸入端，第N-1加法器依次累加至第一加法器，該第一加法器的輸出端作為子濾波輸出端。

優(yōu)選的，所述多相濾波器為轉(zhuǎn)置型FIR濾波器。