[发明专利]一种低时延数字滤波器的指标系数确定方法

说明书

技术领域

本发明属于移动通信领域，特别是针对专网移动通信直放站内使用的滤波器低时延数字滤波器的指标系数确定方法。

背景技术

随着移动通信数字技术的日益发展与普及，通信网络优化设备数字化、智能化已成为当前网络建设与优化的必然趋势。数字直放站作为目前移动通信网络建设与优化中一种高性价比的方案日益得到客户的重视，但由于数字直放站采用数字滤波技术，引入时延大，制约了一些区域的推广。

当前数字直放站采用数字滤波技术，为保证带外抵制指标，通常以牺牲系统时延来实现。在移动通信GSM制式网络中，移动通信网络中多径的问题将引入一个时延色散问题，直放站设备覆盖区由于与基站信源小区属同扇区覆盖，其设备固有时延将增加时延色散风险，时延越大，其问题将越突出。根据GSM规范，如图1所示，时延差t＝链路L2时延(光纤+空间时延1)-链路L1时延≤4TA，即时延差要求≤4TA，1个TA是3.7us，即时延差要求≤14.8us。直放站覆盖区与基站由于属同扇区重叠覆盖，其重叠覆盖区用户有两条链路，一路从基站直接发射时延L1，一路是通过直放站放大后的链路时延L2＝光纤时延I1+直放站本身时延I+覆盖区时延I2。根据GSM时延色散要求，L时延差≤14.8us，即L2-L1时延差≤14.8us，I1+I+I2-L1时延差≤14.8us。

从图1可以看出，直放站设备时延越大，重叠覆盖区距离越有限，若处理不当将直接产生时延色散，降低通话质量，增加掉话率。

上述内容表明直放站设备时延不允许超过8us，同时通信直放站设备标准要求设备具有较高的带外抑制能力，从滤波器的实现可知，这两个要求是相互制约的，抑制度好则时延大，时延小则用于计算的延时就小，滤波器用于计算的时间就短，抑制自然就差。

传统FIR滤波器设计均将滤波器设定为严格线性相位，即设H(e^jω)＝FT[h(n)]为FIR滤波器的频响特性函数。H(e^jω)可表示为

H(e^jω)＝H_g(ω)e^jθ(ω)

H_g(ω)称为幅度函数，为ω的实函数。应注意H_g(ω)与幅频特性函数|H(e^jω)|的区别，|H(e^jω)|为ω的正实函数，而H_g(ω)可取负值。

θ(ω)称为相位特性函数，当θ(ω)＝-ωτ时，称为第一类(A类)线性相位特性；当θ(ω)＝θ₀-ωτ时，称为第二类(B类)线性相位特性。

A类：

B类：

根据以上特点，FIR滤波器设计方法主要分为：

(1)窗函数法

(2)频率采样法

(3)切比雪夫逼近法

ⅰ、窗函数法的设计步骤与要点

设H_d(e^jω)＝FT[h_d(n)]为希望逼近的频响特性函数，H_d(e^jω)＝FT[h(n)]为用窗函数法设计的实际滤波器的频响函数。通常取H(e^jω)相应的理想频响特性作为H_d(e^jω)。因为FIR数字滤波器一般要求设计成线性相位特性，所以H_d(e^jω)必须满足上述线性相位FIR滤波器的频域特点。

表1