[发明专利]一种处理滤波器的有限精度效应的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及移动通讯领域，具体涉及一种应对数字滤波器定点数乘法的有限精度效应导致输出信号信噪比降低的方法。

背景技术

在当今的数字通讯系统如CDMA(码分多址接入)、WIMAX(全球微波互联接入)中，使用数字滤波器尤其是有限冲激响应滤波器(FIR)在数字域进行带宽提取的应用非常广泛，这主要源于数字滤波器实现简单，并且在可编程器件(如现场可编程门阵列FPGA、可擦除可编辑逻辑器件EPLD)中实现时参数更改更为容易，尤其适合与软件无线电系统的搭建。

在较多使用的有限冲激响应滤波器中，随着滤波器阶数的提高，会引入大量的乘法操作在可编程器件中主要采用定点数乘法，由于实际的系统中使用的芯片数据位宽有限，一般都会远低于滤波器最后的输出信号的有效位宽。为了正确使用芯片必须对滤波器的输出信号的有效位宽进行截取，这种人为的降低滤波器的输出信号的有效位宽的方法必然会导致滤波器输出信号信噪比的降低，进而影响系统灵敏度的降低，降低系统性能。

目前对于这种由于定点处理的有限精度效应导致信号信噪比SNR降低和系统性能的下降，现有方法主要采用通过不断实验选取一种固定截取位宽的方法以求满足系统要求，虽然该方法的实现较为简单但是并不能发挥系统的最大性能，而且需要经过大量的实验，一旦实验不够精确很可能导致系统的性能无法满足要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提出一种处理滤波器的有限精度效应的方法及装置，解决了由于定点运算的有限精度效应导致信号信噪比降低的缺陷，提高了通讯系统的性能。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种处理滤波器的有限精度效应的装置，包括：移位指示模块、调整滤波模块和有效位宽调整模块，其中，所述调整滤波模块，用于对所述有效位宽调整模块反馈的经过有效位宽截取的输出信号进行滤波，并提取出不同频段输出的平局能量，根据所述平局能量与能量门限得到误差值，并发给所述移位指示模块；所述移位指示模块，用于根据所述误差值与设置的能量门限进行比较，并依据结果调整有效位宽的截取位置，获得新的位宽截取模式并通知所述有效位宽调整模块；所述有效位宽调整模块，用于根据新的位宽截取模式从所述待调整滤波器的输出信号中截取出相应的有效位宽后输出，并反馈给所述调整滤波模块。

进一步地，所述调整滤波模块，还包括：误差累积子模块、误差计算子模块和调整滤波子模块；其中，所述调整滤波子模块，用于将所述有效位宽调整模块反馈的经过有效位宽截取的输出信号按时间顺序送入所述调整滤波子模块进行滤波，动态调整带宽参数从而提取出不同频段输出的平局能量送入所述误差计算子模块；所述误差计算子模块，用于将一时段内累积的所述平局能量与预设的能量门限作差，将差值送入所述误差累积子模块；所述误差累积子模块，用于对所述差值进行反馈累加后得到误差值，并发给所述移位指示模块。

进一步地，还包括：有效位宽调整门限模块，用于设置位宽截取模式的跳变门限并输出给所述移位指示模块，所述位宽截取模式的跳变门限包括：能量上门限和能量下门限；还用于根据新的位宽截取模式从所述待调整滤波器的输出信号中截取出相应的有效位宽后，获得信号r*2^n，其中，n为整数位截取因子，r为小数位截取因子。

进一步地，所述移位指示模块，包括：误差积分比较器和有效位宽设置子模块，其中，所述误差积分比较器，用于将所述误差累积子模块输入的误差值，分别与所述有效位宽调整门限模块设置的位宽截取模式的跳变门限比较，将比较结果送入所述有效位宽设置子模块；所述有效位宽设置子模块，用于根据所述比较结果调整有效位宽的截取位置，若所述误差值在所述能量上下门限之间，则设置整数位截取因子为0，小数位截取因子不变；若所述误差值大于所述能量上门限，则设置整数位截取因子为1，小数位截取因子除以2；若所述误差值小于所述能量下门限，则设置整数位截取因子为-1，小数位截取因子乘以2。

进一步地，还包括：积分时间选择模块，用于将相应的积分时间提供给所述误差计算子模块、误差累积子模块和移位指示模块，采用累加方式计算每一次位宽截取模式调整后的误差值。