[发明专利]用于数字基带接收机的滤波器及其设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术，特别是涉及一种用于数字基带接收机的滤波器及其设计方法。

背景技术

随着无线通信技术的发展，对无线通信系统中接收端的数字基带接收机的性能要求也日益提高。数字基带接收机接收到的射频信号经过模数转换器(ADC)、数字下变频器(DDS)和数字抽取滤波器后得到基带的同相/正交相位(I/Q，In-phase/Quadrature-phase)数据，接着I/Q数据再经过差分解调器、频率解交织器、四相移键控(QPSK)解映射器、时间解交织器和维特比(Viterbi)解码器解调出数字信号。其中，数字抽取滤波器的作用是将输入的窄带带通信号变为低通基带信号，同时可以有效的抑制镜像干扰和邻频干扰，滤除带外的噪声信号，提高信噪比，因此，滤波器的性能将直接影响到数字基带接收机的性能。

在数字基带接收机中的数字抽取滤波器通常采用有限冲激响应(FIR，Finite Impulse Response)滤波器。例如，专利号为ZL97192069.9的中国发明专利、申请号为98812821.7的中国发明专利申请、申请号为02815462.2的中国发明专利申请、专利号为ZL03158877.8的中国发明专利中所提到的抽取滤波器采用的都是FIR滤波器。FIR滤波器的优点是性能稳定，设计简单，容易实现线性相位特性，并且也有高效的实现结构。一般来说，FIR滤波器的阶数越高，就意味着更好的滤波性能。

然而，FIR滤波器是利用其系数参数和输入的数据相乘累加来实现的，因此其运算量也随着阶数的增加呈几何级数倍增，这也意味着需要更多的硬件资源和更高的硬件要求。而在接收机技术指标要求很高的情况下，尤其是在面向移动接收的数字音频广播(DAB，Digital Audio Broadcast)的数字基带接收机中，为满足高滤波性能的要求，采用高阶FIR滤波器是不可避免的，而高阶FIR滤波器对硬件资源的需求更多，这不仅会增大基带接收机的芯片面积，还会带来更高的系统功率消耗。

发明内容

本发明解决的问题是，提供一种用于数字基带接收机的滤波器，其运算量小、对接收机硬件资源要求和占用低，进而可以节省基带接收机的芯片面积、降低基带接收机的系统功率消耗。

为解决上述问题，本发明提供一种用于数字基带接收机的滤波器，所述的滤波器用于对所述数字基带接收机接收的射频信号经模数转换、数字下变频的输出信号进行数字抽取滤波，所述的滤波器是无限冲激响应滤波器。

根据本发明的较佳实施例，所述的数字基带接收机是数字音频广播接收机。所述的滤波器是低通滤波器。所述的无限冲激响应滤波器是格型数字滤波器。所述的滤波器的阶数是根据滤波器的技术指标确定。其中，所述的滤波器的技术指标是指滤波器输出的通带波纹系数为0.5dB，阻带衰减为50dB，截止频率为0.78MHz。所述的格型数字滤波器的阶数大于等于9阶，较佳地，所述的滤波器是9阶格型数字滤波器。所述的滤波器的阶数是指滤波器基本单元的个数。所述的9阶格型数字滤波器包括9个滤波器基本单元、9个延时器，第一加法器、第一乘法器、输入信号、第一中间输出信号、第二中间输出信号和输出信号，其中，输入信号经过5个级联的滤波器基本单元和延时器得到第一中间输出信号，输入信号经过另外4个级联的滤波器基本单元和延时器得到第二中间输出信号，第一中间输出信号和第二中间输出信号经过第一加法器和第一乘法器得到输出信号。所述的滤波器基本单元是椭圆型滤波器。所述的椭圆型滤波器包括负反馈放大器，第二加法器、第三加法器、第四加法器，第二乘法器，输入，反馈输入，反馈输出和输出，其中，所述的输入经过所述的负反馈放大器后和反馈输入经过第二加法器、第二乘法器得到中间输出，所述的输入和中间输出经过第三加法器得到所述的输出，所述的反馈输入和中间输出经过第四加法器得到所述的反馈输出。其中，所述的第二乘法器的系数是根据所述格型数字滤波器的阶数确定，所述的格型数字滤波器的阶数为9阶。所述的乘法器的系数的取值范围是[-1，1]，更佳地，所述的乘法器的系数的取值范围是(0，0.5)。

对应于上述的用于数字基带接收机的滤波器，本发明还提供一种滤波器的设计方法，包括下述步骤：确定所述的滤波器是无限冲激响应滤波器；确定所述的滤波器的技术指标；根据所述的滤波器的技术指标确定所述的无限冲激响应滤波器的类型、滤波器基本单元的类型及无限冲激响应滤波器的阶数。