[发明专利]高速多载波多相内插滤波方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域中的数据处理方法和装置，具体涉及一种高速多载波多相内插滤波方法和装置。

背景技术

软件无线电(SDR)是最近几年在无线通信领域提出的一种全新的无线通信系统体系结构，该体系结构以现代通信理论为基础、以数字信号处理为核心、以微电子技术为支撑，其基本思想是以开放性、可扩展、结构最简单的硬件为通用平台，把尽可能多的通信功能用可升级、可替换的软件来实现，因此软件无线电具有很强的灵活性和开放性。

软件无线电的主体结构包括天线、射频前端处理模块、宽带模数及数模(AD/DA)转换器以及通用实时信号处理器等。其中，射频前端处理模块主要完成滤波、功率调整等功能，通用实时信号处理器是软件无线电的核心，其主要完成射频拉远单元(RRU)实时软件处理和基带处理单元(BBU)实时处理等功能。其中RRU的一个重要组成部分是数字上下变频，现代多速率信号处理技术为其提供了理论依据，抽取和内插原理是其最重要最基本的理论。内插是根据系统需要，将数据的采样率提高若干倍，即在每两个样点之间插入L-1(L为内插倍数)个新的样点，同时滤除提高采样率后带来的高频镜像干扰。

目前，现有技术内插滤波器的实现方法主要是直接在每个输入数据后插入L-1个0值，然后用一个采样率为Lf_s的FIR滤波器进行滤波。由于该实现方法中FIR滤波器位于内插之后，即滤波处理是在提速之后的高速率下进行，因此该实现方法大大提高了对运算速度的要求，既不利于信号的实时处理，也增加了信号处理器的资源消耗。此外，现有技术内插滤波器的实现方法主要针对单载波，对于多载波的处理，往往需要调用多次多相结构模块，使信号处理器的资源消耗成倍增加，而且硬件资源利用率低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高速多载波多相内插滤波方法和装置，有效降低信号处理器的资源消耗，提高硬件资源利用率。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种高速多载波多相内插滤波方法，包括：

根据预先设定的复用关系进行一载波一相一阶的乘处理；

重复执行前一步骤M次并累加，获得一载波一相的滤波结果，清除累加结果，其中M为滤波器中一相的阶数；

重复执行前一步骤N次，获得N载波一相的滤波结果，其中N为滤波器中的载波数量；

重复执行前一步骤K次，实现N载波K相的复用，获得内插的滤波结果，其中K为滤波器的相数。

进一步地，所述根据预先设定的复用关系进行一载波一相一阶的乘处理的步骤包括：

按照预先设定的复用关系输出一载波一相的一个数据，按照预先设定的输出时序输出一个内插滤波器系数，所述输出时序由所述复用关系确定，使所述内插滤波器系数与所述数据相对应；

对所述数据和内插滤波器系数进行乘运算，得到一载波一相一阶的乘处理结果。

进一步地，按照预先设定的复用关系输出一载波一相的一个数据，按照预先设定的输出时序输出一个内插滤波器系数的步骤包括：在依次输出第i相的M个载波数据的同时，对第i相对应的第i组的内插滤波器系数进行N次循环输出，每次循环时依次输出该组包含的M个内插滤波器系数。

进一步地，所述滤波器的相数等于内插倍数，内插滤波器系数的个数＝内插倍数×一相的阶数，一相的处理数据数＝一相的阶数。

在上述技术方案基础上，还包括：对所述滤波结果进行截位处理并对齐输出。

进一步地，对所述滤波结果进行截位处理并对齐输出的步骤包括：对滤波结果进行截位处理；对各个载波信号进行提取输出；产生一个使能信号。

在上述技术方案基础上，还包括预先设定复用关系步骤，包括：根据载波个数、滤波器阶数、系统处理时钟余量综合确定复用关系，根据所述复用关系设置内插滤波器系数的输出时序。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种高速多载波多相内插滤波装置，包括：

控制模块，用于根据预先设定的复用关系生成控制信号；

处理模块，与所述控制模块连接，用于根据所述控制信号对数据进行复用，获得内插的滤波结果；

输出模块，与所述处理模块连接，用于对所述内插的滤波结果进行截位处理，并根据系统要求对齐输出。

所述处理模块包括：

数据存储单元，与所述控制模块连接，用于缓存来自外部的数据，并由所述控制模块控制在设定时刻输出I数据和Q数据；

系数存储单元，与所述控制模块连接，用于保存预先确定的内插滤波器系数，并由所述控制模块控制按照输出时序输出与所述I数据和Q数据相对应的内插滤波器系数；