[發明專利]一種一體化補償數字濾波器設計方法

有效

• 申請號: 201810461952.1
• 申請日: 2018-05-15
• 公開（公告）號: CN108631753B
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發明（設計）人: 劉明洋;惠騰飛;張劍;許靜文;田嘉
• 申請（專利權）人: 西安空間無線電技術研究所
• 主分類號: H03H17/02
• 分類號: H03H17/02;H03H17/04
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張曉飛

1.一種一體化補償數字濾波器設計方法，其特征在于：包括

(1)設計濾波器系數，兼顧完成對下變頻高頻分量的抑制，對發端成型濾波器的匹配以及對變速率處理的抗混疊濾波；

(2)對濾波器系數重組后進行存儲，其中所述重組方式適應不同速率，同時易于并行計算的實現；

(3)計算參與運算的有效數據長度以及進行采樣數據恢復的數據個數，完成相應的濾波器復用運算；

(4)利用位定時得到的殘留偏差信息完成補償，該補償包括對參與濾波運算的系數的補償和輸入數據的補償兩部分；

(5)根據調整后的系數和數據，采用并行加流水混合的實現方式完成最后濾波結果的計算；

所述步驟(1)中設計濾波器系數的具體方法為：

11)設計根升余弦濾波器，3dB帶寬選擇為系統符號速率的一半；

12)該濾波器階數為Z，Z為偶數，則系數個數為：L＝Z+1；將最后一個系數重復一次，得到最終的系數個數L_all＝L+1＝Z+2；

所述步驟(2)的具體方法為：

21)假定變速率因子為P/Q，如果該系統需要支持多種符號速率且幾種速率之間為2的冪次倍數關系，則選擇最低的速率檔，即內插倍數最小的一組內插因子Pmin，該組內插因子即作為濾波器系數存儲的地址長度，對應地址為(0,....,Pmin-1)；

22)計算得到系統的采樣速率f_sample在系統時鐘f_clk下的間隔M＝f_clk/f_sambol；進而得到用于濾波計算的流水線處理周期M'≤M；一個時鐘周期需要的乘法器資源個數N_mul＝L_all/M'，即需要的濾波器系數的個數最少為N_mul；

23)計算得到參與運算的數據個數D＝L_all/P_min，計算一個地址存儲的數據位寬W＝D×W₀；其中，W₀為一個濾波器系數的量化位寬；采用均分n段的方式，存儲在不同的存儲器中，即D＝[D_{_p1},D_{_p2},…,D_{_pn}]，其中D_p是每一個存儲器存儲的數據長度，采用均分的方式，每一段的數據個數為：D_p＝D/n，D_p的長度大于N_mul；

24)將整個L_all長度的濾波器系數進行重組，形成P_min行D列的重組后數據；將該數據均勻拆分為n段，每段均為P_min行，D_p列的系數矩陣，分別存儲在n個存儲器中。

2.根據權利要求1所述的一種一體化補償數字濾波器設計方法，其特征在于：所述步驟(3)的具體方法為：

31)根據參與當前使能位置數據恢復運算所需要的有效數據個數D和相鄰需要數據恢復的定時位置的間隔M，計算出需要并行處理的濾波器個數N_f≥D/M；

32)為輸入使能添加N_f個不同的編號，從1到N_f循環，不同編號下的使能獨立擁有自己的數據地址、系數地址以及控制信號。

3.根據權利要求1所述的一種一體化補償數字濾波器設計方法，其特征在于：所述步驟(4)的具體方法為：

41)將每一個時鐘周期再細分為Pmin個位置，即0～Pmin-1，假定有效數據處于最后一個位置Pmin-1；

42)根據不同使能下輸入的不同殘留偏差信息Phase_in分別補償每一個時鐘周期的濾波計算，調整參與濾波運算的濾波器系數；

43)根據不同使能下輸入的不同殘留偏差信息Phase_in分別補償每一個時鐘周期的計算，調整參與濾波運算的輸入數據。