[发明专利]具有少量延迟元件的梳状滤波器及具有该滤波器的无线电收发机

说明书

本发明涉及一种用于稀疏滤波器(thinning filter)和内插滤波器(interpolationfilter)的梳状滤波器，也涉及一种用于移动通信的包括有梳状滤波器的无线电收发机。本发明特别在于试图减小梳状滤波器的尺寸并降低其电力消耗，从而由此提供一种轻型及省电型无线电收发机。

对于数字移动通信的移动式无线电收发机，正在进行一些研究以采用1-位A/D(D/A)转换用的一种Δ-∑A/D(D/A)转换器，从而对接收信号进行A/D转换或对发射信号进行D/A转换。在1-位Δ-∑A/D转换中，将一个模拟信号转换成1-位压缩波(compressional wave)数据。在该1-位Δ-∑D/A转换中，通过1-位压缩波数据的平均量来产生一个模拟信号。

更具体地说，在A/D转换中，产生一个数字信号(压缩波)以至于在一个足够高的采样频率下对一输入信号进行采样，并且通过进行判断在目标数据和前置数据之间的差别而产生0/1数据。之所以能精确地作出判断是因为判断精度仅是1位就足够了。采样频率设置得很高例如大约14.4MHz。

在接收器中，一个进行A/D转换后的信号的频率需要回到数字信号处理的一个正常采样频率下。为此，通过一个稀疏滤波器使信号变得稀疏。

在发射器中，正好相反，需要用一个内插滤波器对信号进行内插，从而向Δ-∑D/A转换器提供一个高采样频率的信号。该Δ-∑D/A转换器根据内插的信号而产生一模拟信号，最后该模拟信号被发射。

图14表示一个采用Δ-∑D/A转换器的接收电路，图15表示一个采用Δ-∑A/D转换器的发射电路。在接收电路中，一个经A/D转换的信号需经正交检波(quadrature detection)然后通过稀疏滤波器使其变得稀疏。在发射电路中，通过一个内插滤波器对数据进行内插，然后需经正交调制(quadrature modulation)，最后经D/A转换为一个模拟信号。

上述每个稀疏滤波器和内插滤波器都包括许多串级连接的梳状滤波器。具有梳状滤波器的一个适当组合的稀疏滤波器能在一个相邻通道、一个次级相邻通道上来抑制信号，而通过接收电路的RF滤波器都不能充分地做到这点。

按如图16中所示的原理，这样一种稀疏滤波器是由二个具有不同采样间隔的FIR(有限持续时间脉冲响应)滤波器Hf(z)和Hs(z^N)(附号z^N表示N-倍的采样间隔)串级连接而实现，以便在其增益-频率特性上一个滤波器的下凹位于另一个的最大值上，从而抑制了合成滤波器H(z)的增益-频率特性中不需要的部分。

在图16中，假定滤波器Hf(z)是一个采样频率fs的4-抽头梳状滤波器，滤波器Hs(z^N)是一个采样频率fs/4的5-抽头三角滤波器。图16中所示的时间轴(t-轴)的波形表示了各自滤波器的脉冲响应。滤波器Hf(z)和Hs(z^N)分别具有4/fs和16/fs的脉冲响应长度。滤波器Hf(z)的下凹频率是fs/4的整数倍，也就是脉冲响应长度的倒数(不包括fs的整数倍)。滤波器Hs(z^N)的下凹频率是fs/16的整数倍，也就是脉冲响应长度(不包括fs/4的整数倍)的倒数。在串级连接滤波器H(z)的增益-频率特性中，这里H(z)的增益-频率特性是滤波器Hf(z)和Hs(z^N)的增益-频率特性的总和，Hf(z)的下凹在采样频率fs/4的整数倍处抑制了Hs(z^N)重复的峰值。

图12A-12C表示了数字稀疏滤波器的原理。图12A表示的一个通常的稀疏波器H(z)被插入以防止进行稀疏时发生的混叠噪声，当滤波器H(z)在输入采样频率fs下进行了滤波以致使带宽变窄到fs₀/2或更小之后，就进行了1/N的稀疏而产生一个输出采样频率fs₀(=fs/N)的信号。