[发明专利]滤波装置及级联积分梳状滤波器的滤波方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，特别涉及通信领域中的上、下变频技术。

背景技术

数字下变频(Digital Down Conversion，简称“DDC”)和数字上变频(Digital Up Conversion，简称“DUC”)是通信系统中的关键技术之一。如图1所示，在数字发射机中，基带数据经过DUC，将采样率提高，再经过CFR(波峰因子衰减)和DPD(数字预失真)，然后经过混频和DAC(数模转换器)，将有用信号搬移到RF(射频)进行发送；在接收端，信号经模数转换(AD)后，经过DDC，送至基带处理。

其中，DDC主要包括混频和抽取滤波过程，其中抽取滤波器一般由级联积分梳状滤波器(Cascaded Integrator Comb filter，简称“CIC滤波器”)、半带滤波器(Half Band filter，简称“HB滤波器”)和有限冲激响应滤波器(Finite Impulse Response，简称“FIR滤波器”)构成。抽取滤波器的作用，是降低混频后信号的采样率，并进行频率补偿和低通滤波，从而将有用信号搬移至基带，并使该信号在较低的采样频率，从而极大降低后续基带处理的负担。CIC滤波器具有良好的低通滤波特性。鉴于CIC滤波器具有无需乘法器、无需系数存储单元、结构简单而规则、同一结构可以应用于较宽的频率变换范围，等等优点，CIC滤波器作为DDC的关键单元，常常被用作抽取滤波器的第一级，如图2所示，图2中的NCO表示数控振荡器(Number Controlled Oscillator)。

DDC中的CIC滤波器结构如图3所示，其中模块320为抽取模块，每R个采样中，抽取一个采样，从而完成R倍的下变频，其中R为抽取率，即下变频倍数。模块310为级联积分器，用于对输入信号进行级联积分处理后输出，由N个积分器级联构成，如图4所示。信号采样频率为f_S。其中，N为CIC滤波器的阶数，传输函数为：模块330为级联梳状滤波器，用于对输入信号进行梳状滤波处理后输出，由N个梳状滤波器级联构成，如图5所示。信号采样频率为f_S/R。其中，M为延迟因子，一般为1或2。N为CIC滤波器的阶数，传输函数为：H_C(z)＝(1-z^-M)^N。

DUC为DDC的逆过程。DUC使用CIC插值滤波器进行插值滤波。CIC插值滤波器如图6所示，其中模块620为插值模块，相邻的两个采样值之间插入R-1个0，从而将采样率提高R倍。模块310为上述的级联积分器，模块330为上述的级联梳状滤波器。

在半双工通信中，接收与发送共用一个载波信道，但同一时刻只能发送或只能接收数据。因此，半双工通信设备，发送和接收功能是分时有效的。在发送模式下，发送功能有效；在接收模式下，接收功能有效(如图7所示)。在现有的设计中，设备的发送模式功能和接收模式功能往往分别设计。因此，在发送功能模块中有CIC插值滤波器，在接收功能模块中有CIC抽取滤波器。也就是说，在传统设计中，接收与发送通道中，存在2个CIC滤波器。

然而，本发明的发明人发现，传统的设计中，并没有充分利用CIC插值滤波器和CIC抽取滤波器在特性和结构上的相似性，造成了逻辑资源的浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种滤波装置及级联积分梳状滤波器的滤波方法，使得在达到性能指标的同时，较好地节省逻辑资源，降低成本。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种滤波装置，包含级联积分梳状滤波器，该级联积分梳状滤波器用于当需进行下变频时对输入的信号进行抽取滤波处理后输出；以及用于当需进行上变频时对输入的信号进行插值滤波处理后输出。

本发明的实施方式还提供了一种级联积分梳状滤波器的滤波方法，包含以下步骤：

通过对级联积分器和级联梳状滤波器的复用，在需进行下变频时，级联积分梳状滤波器对输入的信号进行抽取滤波处理后输出，当需进行上变频时，级联积分梳状滤波器对输入的信号进行插值滤波处理后输出。

本发明实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于：