[发明专利]利用级联积分梳状滤波器实现带通滤波的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及数字滤波器技术，特别是涉及一种利用级联积分梳状滤波器实现带通滤波的方法和装置。

背景技术

数字滤波的作用是滤除信号中某一部分频率分量，信号经过滤波处理，就相当于信号频谱与滤波器的频率响应相乘的结果。从时域来看，就是输入信号与滤波器的冲激响应作卷积和。在数字通信系统中，为了实现对信号的解调，就需要对信号进行数字滤波，减小噪声和干扰对信号的影响。其中，在零中频系统的应用领域，由于基带信号采样频率相对于信号有效带宽要高很多，一般需要增加级联积分梳状滤波器(CIC，Cascade Integrator-comb Filter)滤波器作为抗混叠滤波器，对信号进行降采样处理；然后再用一级有限冲击响应(FIR，Finite Impulse Response)滤波器滤除有效信号频带外的高频和低频信号。FIR滤波器和CIC滤波器的结构分别如图1、图2所示，FIR滤波器由一系列移位寄存器、乘法器和一个加法器构成，而CIC滤波器由一级或多级积分器或梳状滤波器组成。

但是，这种CIC滤波器加上FIR滤波器进行滤波的组合方式在射频识别(RFID，Radio Frequency Identification)系统中的应用有其局限性，这是由RFID系统的特点所决定的。RFID系统对其RFID阅读器收到标签的信号，做出回应的时间要求很严格，要求系统时延小。同时，标签到RFID阅读器的反向信号由于有前向载波信号的干扰，在基带上表现为一个很强的低频干扰，因此，要求滤波器对低频的抑制较强，同时也需要对高频信号的滤除，所以就需要用到带通滤波器。为了利用FIR滤波器来实现一个对低频信号具有较强抑制作用的带通滤波器，就要求FIR滤波器的阶数较多。但是，随着FIR滤波器阶数的增多，其占用的资源会增多，而且滤波器的时延会很大，这种情况对RFID阅读器及时返回信号给标签很不利。

同样地，在其他需要快速反应和好的滤波器特性的带通滤波应用领域，传统的FIR滤波器也很难满足要求，因为FIR滤波器难以同时满足时延小和滤波器特性好的要求。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种利用级联积分梳状滤波器实现带通滤波的方法，能够解决现有技术中带通滤波功能占用资源较多，处理时延大的问题，达到了降低资源使用，减少信号处理过程中的时延的效果。

本发明的另一目的在于提供一种利用级联积分梳状滤波器实现带通滤波的装置，能够解决FIR滤波器的结构复杂、需要大量乘法器、时延大的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种利用级联积分梳状滤波器实现带通滤波的方法，该方法包括：将需要进行带通滤波的信号作为两路输入信号，对每路输入信号进行低通滤波以及对信号时延和增益的调整，并将处理后的两路信号进行信号抵消。

其中，对每路信号进行低通滤波以及对信号时延和增益的调整为：先对输入信号进行低通滤波，再对经过低通滤波的信号进行时延和增益的调整。或者，先对输入信号进行时延和增益的调整，再对经过时延和增益调整的信号进行低通滤波。

该方法中，两路信号分别由第一级联积分梳状滤波器和第二级联积分梳状滤波器进行低通滤波，其中，第一级联积分梳状滤波器的截止频率为所要求带通滤波的通频带的上限或下限，相应的，第二级联积分梳状滤波器的截止频率为所要求带通滤波的通频带的下限或上限。

其中，两路信号调整后的增益和时延相等。

一种利用级联积分梳状滤波器实现带通滤波的装置，该装置包括第一路输入信号处理单元、第二路输入信号处理单元和信号抵消单元；第一路输入信号处理单元包括第一级联积分梳状滤波器和第一时延和增益调整单元，第二路输入信号处理单元包括第二级联积分梳状滤波器和第二时延和增益调整单元；其中，第一、第二级联积分梳状滤波器，用于对输入信号进行低通滤波；第一、第二时延和增益调整单元，用于调整信号的增益和时延；信号抵消单元，用于对两路经过处理的信号进行信号抵消。

其中，第一、第二级联积分梳状滤波器接收需要进行带通滤波的信号，并将经过低通滤波的信号输出至第一、第二时延和增益调整单元的输入，第一、第二时延和增益调整单元的输出与信号抵消单元的输入相连。或者，第一、第二时延和增益调整单元接收需要进行带通滤波的信号，并将经过增益和时延调整的信号输出至第一、第二级联积分梳状滤波器，第一、第二级联积分梳状滤波器的输出与信号抵消单元的输入相连。