[实用新型]TD－SCDMA及3G终端数字基带滤波器

说明书

技术领域

本实用新型提出一种用于TD-SCDMA、B3G(Beyond 3G)、4G(第四代移动通信)终端的数字基带滤波器。本实用新型提出的数字基带滤波器技术属移动通信技术领域。

背景技术

在CDMA、WCDMA、TD-SCDMA和B3G(Beyond 3G)通信系统中，扩频调制将速率低、频谱范围窄的原始信息用速率较高的伪随机码进行扩频编码，形成具有较宽频谱的宽带信号。

如果直接采用矩形脉冲作为基带信号的传输码形，信号频谱将扩展在整个频域上，通过实际有限带宽的信道后，信号频谱被截短，在时域上，每个符号的脉冲将延伸到相邻符号的码元的时间间隔内，形成符号间的干扰(ISI)，从而导致接收机在检测一个符号的码元时发生错误的概率增加。一种常用的减小串扰的方法是增加信道带宽，然而对于无线通信系统，无线频谱资源非常宝贵，都要求系统使用的带宽尽可能小，所以不可能无限制增加所占用的信道带宽。

因此，在CDMA、WCDMA、TD-SCDMA和B3G(Beyond 3G)通信系统中，不直接将经扩频的信号送至射频调制，需要采用基带滤波器实现基带波形成形滤波，来限制发射波形的频谱.并且，为了防止符号间的干扰(ISI)，需采用多倍速采样，另外，为了使滤波器具有较好的特性，其阶数很高。例如，在按TIA/EIA/IS 95-A标准定义的CDMA无线通信系统中，若规定扩频码的速率为1.2288MCPS，并且采用四倍速采样，则波形成形滤波器的阶数为48。

基带波形成形滤波技术对无线通信系统有效利用频谱、消除码间干扰、提高系统性能起着重要作用。

基带波形成形滤波技术通过选择特殊的单脉冲波形作为基带信号的传输码形，可用减小ISI，同时将信号频谱限制在有限的带宽内。当信号传输码形满足奈奎斯特第一准则(抽样值无失真准则)(《数字通信(第三版))}(Digital Communications Third Edition，John G.Proakis))时，就能保证在采样点上不存在码间干扰。在移动通信系统中最普遍采用的该类型的脉冲成形滤波器是升余弦滚降滤波器。由于数字处理技术的迅速发展，使得基带滤波这一过程可以在数字上实现。

至今已有很多文献提出上述数字基带滤波器的实现方法，列举其中的一些发明专利如下：

(1)《一种CDMA系统的基带发送滤波方法》，申请号“CN01132025.7”；

(2)《基带成形滤波装置及其数字实现方法》，申请号“CN 99117212.4”

(3)《码分多址扩频无线通信系统基站的基带成形滤波器》，申请号“CN 98119238.6”

(4)《一种相位可调的基带滤波优化实现方法及装置》，申请号“CN 01107665.8”

(5)《WCDMA高速高效基带滤波器装置》，申请号“CN 01136711.3”

(6)《一种数字基带滤波器》，申请号“CN 01107421.3”

(7)《采用流水线方式的基带成形滤波器的实现装置》，申请号“CN 02100426.9”

(8)《用于CDMA系统前向链路的滤波器装置及其滤波的方法》，申请号“CN03132111.9”。

在上述文献中，基带滤波器均采用高阶FIR(有限冲击)滤波器实现。在上述文献中，一般地，为降低硬件实现的复杂性，采用对滤波器抽头系数及未滤波的数据先分组，然后分时对各阶数据用相应加权系数进行加权计算再累加的方法，并且用查表的方式获得滤波器抽头系数。这样就不仅可以用较少数目的乘法器和加法器组合构成低阶(如3阶)的FIR滤波器，再进一步构成高阶的(如48阶)FIR滤波器，而且又可以降低对存储器存储空间大小的要求，这样做还可以同时降低基带滤波器的耗电性。

在上述文献中，还阐述了在基带滤波器实现过程中采用流水线技术。流水线设计的概念是把在一个时钟周期内执行的逻辑操作分成几步较小的操作，并在多个较高速的时钟内完成。采用流水线技术提高了系统的数据流量，即单位时间内所处理的数据量。其特征在于对整个滤波器的处理流程的流水线划分，将滤波器处理过程采用流水线技术划分成输入数据的移位寄存，输入数据的预处理，系数的循环移位，乘法计算(或查表处理)，累加计算，后级处理几个过程，所有处理单元均使用流水线的主时钟，若某一环节处理对象是低速数据，则用低频率的信号作为时钟的使能信号。