[发明专利]一种中频滤波装置及滤波方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通讯、数字信号处理及集成电路设计领域，尤其一种中频滤波装置及滤波方法。

背景技术

软件无线电技术(Software Radio，简称SDR)近年来成为了无线通讯的一个研究热点，各大设备制造商竞相推出基于SDR的系统，传统的网络和基站系统正处于新老交替的一个过渡时期：1、分离式的基站架构的应用，使得基带处理单元(Base Band Unit，简称BBU)--远端射频单元(RemoteRadio Unit，简称RRU)基站架构逐步成为了主流。2、基站小型化成为了发展趋势。3、对基站的能耗和效率的要求越来越高，并成为了衡量基站的一个关键技术指标。4、SDR技术的应用，使得2G、3G、4G通信技术可以平滑过渡和演进，甚至各种制式的混模基站也成为了运营商的重要需求。各公司也纷纷建立基于SDR的软基站平台，BBU-RRU的基站架构作为今后的主要基站形式，其发展趋势是：小型化、低成本、低功耗和多模式兼容。

随着SDR技术的发展，数字中频处理的硬件实现方式(FPGA或ASIC实现)也随之兴起，而且随着混模多模市场需求的增强，数字中频处理面临的成本、功耗、芯片面积的压力也越来越大。需要处理更多的天线通道数目，需要支持更大的带宽需求，需要支持多种模式的共模混模处理，都带来硬件实现面积的成倍膨胀。

信号的中频处理分为上行链路处理和下行链路处理，如图1所示，下行链路的处理过程为：基带处理单元输出基带信号，在中频处理单元中依次经过成型滤波、插值滤波、混频合路、削峰(Crest Factor Reduction，简称CFR)、数字预失真(Digital Pre-distortion，简称DPD)处理后，发送至数模转换器件(DAC)完成数模转换后发送至射频处理单元；同时数字预失真(DPD)处理器件还根据射频处理单元经模数转换(ADC)后的反馈信号进行预失真计算。如图2所示，下行链路的处理过程为：射频处理单元将信号输入中频处理单元，经过模数转换(ADC)后，在中频处理单元中经过混频处理，各载波分离，分别进行抽取滤波、成型滤波后得到基带信号并发送至基带处理单元。

由图1、图2可知，在中频处理的上下行链路中，成型滤波器、插值滤波器、抽取滤波器是其中影响硬件资源的关键运算单元。以成型滤波为例，使用不同通信制式的成型滤波器的系数不同，滤波器阶数也不同。通常的设计方法是每种制式对应一种成型滤波器，每种制式对应的成型滤波器个数由具体的天线数、载波数决定。所以在支持多模和混模的方案中，滤波器的数目将非常大。多模方式指同一套硬件电路可以支持多种制式的单模，混模方式指可以支持多种制式的同时运行，假设共有N种单模制式，可以支持M种制式的混模，M是大于1小于N的整数，M一般取2或3。

目前的实现方案中，往往采用简单复制的方法来实现对更多天线数目、更宽带宽以及多模、混模方式需求的支持，简单复制方法具体实现如下：假设支持单天线需要一套中频处理数字硬件单元，则支持两天线时，则采用两套相同的中频处理数字硬件单元实现；假设支持5M带宽需要一套中频处理数字硬件单元，则支持10M带宽时采用两套相同的中频处理数字硬件单元实现；假设处理单模制式时需要一套中频处理数字硬件单元，则支持混模需求时，则分别采用多套数字硬件单元处理不同模式的中频处理。

上述简单复制的方法实现简单，运算能力扩展容易，但带来硬件资源以及芯片面积的极大浪费，造成基站体积的膨胀，功耗的上升，以及产口成本的浪费。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种中频滤波装置及滤波方法，在支持多模、混模、多天线多载波场景中节省数字中频信息处理所需的硬件资源。

为了解决上述问题，本发明提供了一种中频滤波装置，包括中频滤波器，包括相连的滤波系数存储器和系数选择及控制单元；所述系数选择及控制单元的输出端与中频滤波器相连；所述滤波系数存储器，用于存储所述中频滤波器在不同通信制式下的滤波系数；所述系数选择及控制单元，用于从所述滤波系数存储器中提取所述中频滤波器工作下的通信制式所对应的滤波系数并提供至所述中频滤波器；所述中频滤波器，用于使用从系数选择及控制单元获知的滤波系数进行数据滤波处理。

进一步地，上述中频滤波装置还具有以下特点：

所述系数选择及控制单元，用于在所述中频滤波装置运行在多模或混模通信方式下，在所述中频滤波装置进行通信制式切换时，从所述滤波系数存储器提取出切换后的当前通信制式对应的滤波系数，并输出至所述中频滤波器。

进一步地，上述中频滤波装置还具有以下特点：