[發明專利]節省乘法器數量的5G高速信號并行濾波方法、系統及裝置

有效

• 申請號: 202110108340.6
• 申請日: 2021-01-27
• 公開（公告）號: CN112468115B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 李大慶;楊明
• 申請（專利權）人: 江蘇永鼎通信有限公司
• 主分類號: H03H17/00
• 分類號: H03H17/00;H03H17/02
• 代理公司: 蘇州國誠專利代理有限公司 32293
• 代理人: 馬振華

本發明提供一種節省乘法器數量的5G高速信號并行濾波方法、系統及裝置，其中，濾波方法包括：設高速信號采樣數據率和FPGA工作頻率的倍數關系設為N，將N表達為N=X2^α2,X≥1,α2≥0，如α2≥設定值，則對高速信號中并行的每一路進行雙相濾波處理和復數濾波處理，否則對高速信號中并行的每一路進行多通道分解；雙相濾波處理和復數濾波處理均包括：在輸入側增設一加法器，在輸出側增設一減法器，通過加法器進行兩路相加濾波后，再通過減法器減去其它兩路的輸出；通過多級延時、加減法操作后，輸出濾波結果。本發明在輸入側增設加法器，在輸出側增設減法器的方式，節省了子濾波器。同時，還利用多通道技術進一步節約乘法器數量。

技術領域

本發明涉及5G通信技術領域，尤其涉及一種節省乘法器數量的5G高速信號并行濾波方法、系統及裝置。

背景技術

第五代移動通信技術（簡稱5G）是最新一代蜂窩移動通信技術，也是繼4G（LTE-A、WiMax）、3G（UMTS、LTE）和2G（GSM）系統之后的延伸。5g移動通信技術在4g的基礎上優化了幀結構，擴展了子載波配置參數，支持15khz,30khz,60khz,120khz,240khz，同時支持1008個小區。通過一系列的技術改進，使得5g最大可支持400mhz帶寬，具有帶寬大、速率高、能效高等優點，能夠滿足新一代移動通信中各類場景的需求。

在5G通信技術的實際應用中，需要監測通信帶寬信號。有時需要對大帶寬信號做頻域補償，其總帶寬超過1G，采樣率達到2G以上。一般FPGA工作時鐘大約在250Mhz，需要多路并行濾波。而并行濾波器是通過FIR濾波器方式實現的，需要耗費大量乘法器資源。

乘法器如果用邏輯實現，需要耗費大量的邏輯資源，當前主流FPGA芯片內部都帶有乘法器硬核IP，但數量有限，屬于稀缺資源。例如，當輸入3GSPS復數數據，濾波器128階復數，工作頻率250MHz，需要的乘法器個數為：3GSPS/250MHz*128*4(復數)=6144，該數目超出了目前絕大部分FPGA芯片的乘法器硬核IP的數量。因此，針對上述問題，有必要提出進一步地解決方案。

發明內容

本發明旨在提供一種節省乘法器數量的5G高速信號并行濾波方法、系統及裝置，以克服現有技術中存在的不足。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：

一種節省乘法器數量的5G高速信號并行濾波方法，其包括：

設高速信號采樣數據率和FPGA工作頻率的倍數關系設為N，將N表達為N=X2^α2,X≥1,α2≥0，如α2≥設定值，則對高速信號中并行的每一路進行雙相濾波處理和復數濾波處理，否則對高速信號中并行的每一路進行雙相濾波處理和復數濾波處理的同時，還進行多通道分解；

所述雙相濾波處理和復數濾波處理中，均包括：在輸入側增設一加法器，在輸出側增設一減法器，且通過所述加法器進行兩路相加濾波后，再通過所述減法器減去其它兩路的輸出；

通過多級延時、加減法操作后，輸出濾波結果。

作為本發明的節省乘法器數量的5G高速信號并行濾波方法的改進，所述雙相濾波處理中，包括：在輸入側增設一加法器，在輸出側增設一減法器，且通過所述加法器進行奇偶兩路相加濾波后，再通過所述減法器減去其它兩路的輸出，得到奇相或者偶相的濾波結果。

作為本發明的節省乘法器數量的5G高速信號并行濾波方法的改進，進行多級雙相濾波處理時包括：