專利名稱：基于數字中頻的可變帶寬的cdma數字濾波方法
技術領域：
本發明屬數字濾波器技術領域，尤其涉及一種基于數字中頻的可變帶寬的CDMA 數字濾波方法。
背景技術：
隨著芯片技術的發展，通過數字技術可以完成越來越多的功能。越來越多的產品設計從模擬向數字轉型，以前的模擬CDMA選頻器也可以轉變成數字的選頻器。數字CDMA選 頻器相對于模擬的CDMA選頻器有著很多優勢1、便于集成更多的功能；2、便于設備升級， 模擬選頻器一旦完成，很難改變設計，設備升級很困難，而數字選頻器的主要功能是通過芯 片內寫入程序完成的，只要更改程序，重新下載既可完成新功能，升級極其方便；3、數字選 頻器可以更好的控制信號，例如噪聲控制，單信道的功率控制等。相對應的中頻濾波器也可 以由數字FIR濾波器來完成。數字濾波器的主要作用是在中頻提供足夠大的帶外衰減。對于寬帶的信號和選頻 的信號，由于帶寬不同，需要設計不同的數字濾波器，但在有限地資源下，完成兩個濾波器 并設計相應的通信鏈路往往需要更多的硬件資源。在一般設計中往往只有寬帶的信號處 理，或者只有選頻的信號處理。因此通常情況下，CDMA選頻器和選帶器不能通用，不能實現 兩種不同頻段的濾波切換，設備使用時會浪費大量的硬件資源。另外，值得指出的是，國內 現有的CDMA選頻器，均采用模擬方式，其中頻濾波采用的是中頻聲表面濾波器來完成。
發明內容
本發明旨在克服現有技術的不足之處而提供一種節省硬件資源，可實現兩種不同 頻段的濾波切換，選頻和寬帶信號共用，在不同速率的數據下，仍然具有相同形狀幅頻響應 的基于數字中頻的可變帶寬的CDMA數字濾波方法。為達到上述目的，本發明是這樣實現的基于數字中頻的可變帶寬的CDMA數字濾波方法，采用濾波器系數對稱模式，依次 完成如下步驟(1)將輸入信號按順序存入存儲器；(2)按照先后順序將輸入值編號，將輸入對稱相加；(3)將步驟(2)所得結果與相應的濾波器系數相乘；(4)將步驟(3)所有結果進行累加，即得輸出值。作為一種優選方案，本發明所述存儲器的容量與濾波器的系數個數相一致。本發明主要針對的是CDMA選頻和選帶器。它集成了對選頻和選帶的中頻濾波功 能。可以通過軟件實現兩種不同的頻段的濾波切換。而且相對于使用兩個分別的濾波器更 加節省硬件資源。本發明解決了選頻功能與選帶功能的共用，只設計一個濾波器，供選頻和寬帶信 號共用。利用同樣系數的數字低通濾波器，在不同速率的數據下，仍然具有相同形狀的幅頻響應，只是對應的通帶頻率，阻帶頻率不同。如果適當調節所處理的數據信號速率，就能實 現通帶的擴大和縮小。
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步說明。本發明的保護范圍不僅局 限于下列內容的表述。圖1為直線型數字濾波器結構圖；圖2為本發明數字濾波器結構圖；圖3為本發明數字濾波方法流程框圖；圖4為本發明一種實施方式流程框圖；圖5為本發明一種實施方式幅頻響應示意圖；圖6為本發明沖激響應圖；圖7為本發明階躍響應圖；圖8為本發明零極點圖；圖9為另一種實施方式幅頻響應示意圖。
具體實施例方式如圖所示，基于數字中頻的可變帶寬的CDMA數字濾波方法，利用濾波器系數對稱 模式，依次完成如下步驟(1)將輸入信號按順序存入存儲器；(2)按照先后順序將輸入值編號，將輸入對稱相加；(3)將步驟⑵所得結果與相應的濾波器系數相乘；(4)將步驟(3)所有結果進行累加，即得輸出值。上述存儲器的容量與濾波器的系數個數一致。1、CDMA數字濾波器的工作原理FIR濾波器的差分方程表達式為
N-1yM = Σ hImM^ - m]
m=0( 1 )其中，N為濾波器的階數，h[m]是濾波器的系數。直接型的數字濾波結構如圖1所 示，利用濾波器系數對稱的特點，優化成如圖2形式。從圖2中，可以得出數字濾波器的實現方法首先，將輸入信號按順序存入存儲器，存儲器的容量和濾波器的系數個數一致。按 照先后順序將輸入值編號，將輸入對稱相加。a [m] = χ [m] +χ [N_m] (2)再與相應的濾波器系數相乘，b[m] = a [m] *h [m] (3)然后對所有結果進行累加，記得到輸出值y[n] = b[l]+...+b[m] ( 4)設計濾波器的流程框圖，如圖3。
2、本發明工藝路線設計本發明可選擇對單頻段1. 23MHz的CDMA選頻信號和IOMHz帶寬的CDMA寬帶信號做濾波處理。若設計的AD采樣速率為100Mbps，對IOMHz的寬帶信號進行濾波處理 時，需要將采樣速率降低至25Mbps，對1. 23MHz進行濾波處理時，需要將采樣速率降低至 3. 125Mbps。對于低采樣率的數據還可以復用乘法器從而達到節省硬件資源，實現最大8選 頻的功能，如圖4。因為相對于選頻信號，寬帶信號需要更小的過渡帶，因此按照寬帶信號來設計濾 波器系數。得到寬帶的信號要求為帶寬10MHz，阻帶頻率為10. 75MHz，阻帶衰減為35dbc。 經過仿真最小階數為120階。3、濾波器的原理及設計了解了 CDMA信道所需要的幅頻響應，就可以根據此來設計CDMA寬帶信號所需要 的濾波器采樣頻率f3 :25MHz帶內波動< Idb帶寬9·8MHz (半帶寬度 4. 9MHz)阻帶要求-40dbc，5. 5MHz ；根據要求利用MATLAB的濾波器設計工具設計了 94階濾波器，1. 5dB帶寬為 IOMHz，3db帶寬為10. 2MHz，30db帶寬為11MHz。幅頻響應如圖5所示。濾波器的沖激響應 圖為圖6。濾波器的階躍響應圖為圖7。濾波器的零極點圖為圖8。本發明所設計的濾波器系數為考慮到設計時對濾波器系數的量化成12bit的二進制數，歸一化的系數轉化成整 數化的系數后，得到的濾波器幅頻響應圖，見圖9。對照前面歸一化系數的濾波器，整數化的濾波器的幅頻響應誤差很小可以接受。 如果對應的采樣速率為3. 125Mbps。經過仿真，對于3. 125Mbps的數據信號，同樣的濾波器 的1. 5db帶寬為1. 25MHz，3db帶寬為1. 275Mhz，30db帶寬為1. 375Mhz，遠遠滿足CDMA選頻 信號的要求。
權利要求
基于數字中頻的可變帶寬的CDMA數字濾波方法，其特征在于，利用濾波器系數對稱模式，依次完成如下步驟(1)將輸入信號按順序存入存儲器；(2)按照先后順序將輸入值編號，將輸入對稱相加；(3)將步驟(2)所得結果與相應的濾波器系數相乘；(4)將步驟(3)所有結果進行累加，即得輸出值。
2.如權利要求1所述的基于數字中頻的可變帶寬的CDMA數字濾波方法，其特征在于 所述存儲器的容量與濾波器的系數個數一致。
全文摘要
本發明屬數字濾波器技術領域，尤其涉及一種基于數字中頻的可變帶寬的CDMA數字濾波方法。利用濾波器系數對稱模式，依次完成如下步驟(1)將輸入信號按順序存入存儲器；(2)按照先后順序將輸入值編號，將輸入對稱相加；(3)將步驟(2)所得結果與相應的濾波器系數相乘；(4)將步驟(3)所有結果進行累加，即得輸出值。本發明所述存儲器的容量與濾波器的系數個數一致。本發明節省硬件資源，可實現兩種不同頻段的濾波切換，選頻和寬帶信號共用，在不同速率的數據下，仍然具有相同形狀的幅頻響應。
文檔編號H04B1/707GK101814932SQ20091001042
公開日2010年8月25日 申請日期2009年2月23日 優先權日2009年2月23日
發明者徐勇, 鄭旭東 申請人:奧維通信股份有限公司