專利名稱：用于通信系統(tǒng)的濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于通信系統(tǒng)的濾波器，并且更加具體地，涉及這樣的濾波器，其與傳統(tǒng)的配置相比，通過使用多速率技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)有利的數(shù)字/模擬分割、模擬濾波器設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)化、多個(gè)IC(集成電路)上的整個(gè)濾波器鏈性能的優(yōu)化、IC之間數(shù)據(jù)流量的減少、以及功耗和硅面積的減少中的一個(gè)或多個(gè)。本發(fā)明可以用于無(wú)線通信系統(tǒng)中的脈沖整形濾波器，但不限于這樣的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
根升余弦(RRC)濾波器廣泛應(yīng)用于諸如WCDMA、TDSCDMA、CDMA2000、IS136、PDC和PHS的許多無(wú)線通信系統(tǒng)中的脈沖整形的目的。在這些通信系統(tǒng)中，發(fā)射機(jī)和接收機(jī)兩者中都使用RRC濾波器。優(yōu)選地實(shí)現(xiàn)于數(shù)字域中的這樣的濾波器典型地使用作為無(wú)線通信系統(tǒng)的符號(hào)速率或碼片速率的倍數(shù)的采樣速率，以便用來在發(fā)射機(jī)的情況下利于去除模擬域中的圖像頻譜，或者用來在接收機(jī)的情況下使模擬抗混疊濾波器的設(shè)計(jì)容易。因此，例如，濾波器采樣速率可以是正被濾波的信號(hào)的符號(hào)(或碼片)速率的八倍(8X)。如在此所使用的那樣，符號(hào)“8X”表示采樣速率為信號(hào)符號(hào)(或碼片)速率的倍數(shù)。
圖1中顯示了傳統(tǒng)發(fā)射機(jī)鏈的框圖。將要以1X數(shù)據(jù)速率濾波的信號(hào)被提供給8X RRC數(shù)字濾波器10。8X數(shù)字濾波器10的輸出被提供給數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)12。DAC 12的輸出被提供給執(zhí)行圖像抑制的模擬低通濾波器14。在其它實(shí)施例中，使用24X RRC數(shù)字濾波器。
圖2中顯示了傳統(tǒng)接收機(jī)鏈的框圖。將要濾波的模擬信號(hào)被輸入到抗混疊濾波器，所述抗混疊濾波器實(shí)施為模擬低通濾波器20。濾波器20的輸出被提供給模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)22，所述ADC 22以8X的采樣速率對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行采樣。8X信號(hào)被提供給8X RRC數(shù)字濾波器24。在其它實(shí)施例中，ADC 22具有4X的采樣速率并且/或者濾波器24為4X RRC數(shù)字濾波器。
傳統(tǒng)的系統(tǒng)已使用了所謂的直接數(shù)字實(shí)施，其中濾波器被實(shí)施為具有期望采樣速率的數(shù)字濾波器。因此，例如，8X濾波器實(shí)施為8X RRC數(shù)字濾波器。然而，因?yàn)樗柘禂?shù)的數(shù)目是與采樣速率成正比的，所以這樣的濾波器實(shí)施需要大量的濾波器系數(shù)，并且也很復(fù)雜。因此，這樣的濾波器實(shí)施會(huì)消耗相對(duì)大量的功率和硅面積。
根據(jù)采樣理論，2X速率(兩倍于碼片或符號(hào)速率)即足以滿足ADC、DAC和RRC濾波器。然而，這樣的低過采樣速率會(huì)對(duì)接收機(jī)路徑中的模擬抗混淆(信道選擇)濾波器和發(fā)射機(jī)路徑中的圖像抑制濾波器提出非常嚴(yán)格的要求。在RRC濾波器中使用諸如8X速率的較高過采樣速率使模擬濾波器的設(shè)計(jì)容易得多。
因此，需要新的和改良的濾波器配置和方法，以便滿足矛盾的需求。

發(fā)明內(nèi)容
接收機(jī)和發(fā)射機(jī)中的每個(gè)通常都物理地建于幾個(gè)IC上。當(dāng)處于數(shù)字域中時(shí)，所希望的是減少IC之間的數(shù)據(jù)流量。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了以最小2X速率在IC之間交換數(shù)據(jù)。
接收機(jī)和發(fā)射機(jī)中所使用的濾波器物理地分散于幾個(gè)IC上。傳統(tǒng)上每個(gè)濾波器獨(dú)立設(shè)計(jì)，所以不存在濾波器性能的總體協(xié)調(diào)。本發(fā)明使濾波器能夠相互補(bǔ)償，以便優(yōu)化整個(gè)濾波器鏈的總體性能?？稍谝粋€(gè)濾波器中引入受控的性能降低，以便使該濾波器的設(shè)計(jì)容易得多。這種受控的性能降低可以由鏈中另一濾波器來補(bǔ)償。
本發(fā)明涉及級(jí)聯(lián)方案，其中以諸如符號(hào)(或碼片)速率的兩倍即2X的相對(duì)低的數(shù)據(jù)速率來實(shí)施RRC濾波器、修改的RRC濾波器或其它數(shù)字濾波器。內(nèi)插濾波器用于將數(shù)據(jù)速率增加到諸如8X的較高數(shù)據(jù)速率。抽取濾波器用于將數(shù)據(jù)速率從諸如8X的較高速率降低到諸如2X的較低速率。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了具有第一數(shù)據(jù)速率的輸出的濾波器。該濾波器包含數(shù)字濾波器，其以低于所述第一數(shù)據(jù)速率的第二數(shù)據(jù)速率工作；以及內(nèi)插濾波器，其與所述數(shù)字濾波器串聯(lián)連接，其中，所述內(nèi)插濾波器將所述數(shù)據(jù)速率從所述第二數(shù)據(jù)速率增加到所述第一數(shù)據(jù)速率。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了用于對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波并提供第一數(shù)據(jù)速率的輸出的方法。該方法包含以低于所述第一數(shù)據(jù)速率的第二數(shù)據(jù)速率在數(shù)字濾波器中對(duì)所述信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波；以及在內(nèi)插濾波器中對(duì)所述數(shù)字濾波器的輸出進(jìn)行內(nèi)插濾波，其中，所述內(nèi)插濾波器將所述數(shù)據(jù)速率從所述第二數(shù)據(jù)速率增加到所述第一數(shù)據(jù)速率。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了具有第一數(shù)據(jù)速率的輸入的濾波器。該濾波器包含抽取濾波器，其接收所述第一數(shù)據(jù)速率的所述輸入，并且將數(shù)據(jù)速率從所述第一數(shù)據(jù)速率降低到低于所述第一數(shù)據(jù)速率的第二數(shù)據(jù)速率；以及數(shù)字濾波器，其與所述抽取濾波器串聯(lián)連接，其中，所述數(shù)字濾波器以所述第二數(shù)據(jù)速率工作。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了用于對(duì)第一數(shù)據(jù)速率的輸入信號(hào)進(jìn)行濾波的方法。該方法包含在抽取濾波器中對(duì)所述輸入信號(hào)進(jìn)行抽取濾波，其中，所述抽取濾波器將數(shù)據(jù)速率從所述第一數(shù)據(jù)速率降低到低于所述第一數(shù)據(jù)速率的第二數(shù)據(jù)速率；以及以所述第二數(shù)據(jù)率在數(shù)字濾波器中對(duì)所述抽取濾波器的輸出進(jìn)行數(shù)字濾波。


為了更好地理解本發(fā)明，參考了附圖，所述附圖通過引用結(jié)合于此，并且其中圖1是發(fā)射機(jī)鏈的現(xiàn)有技術(shù)直接實(shí)施的框圖；圖2是接收機(jī)鏈的現(xiàn)有技術(shù)直接實(shí)施的框圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的WCDMA接收機(jī)鏈的框圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的WCDMA發(fā)射機(jī)鏈的框圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的TDSCDMA接收機(jī)鏈的框圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的TDSCDMA發(fā)射機(jī)鏈的框圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的修改的RRC數(shù)字濾波器的框圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例的2X內(nèi)插濾波器的框圖；以及圖9是根據(jù)本發(fā)明的第七實(shí)施例的2X抽取濾波器的框圖。
具體實(shí)施例方式
圖3中顯示了包括根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的濾波器的WCDMA(寬帶碼分多址)接收機(jī)鏈的框圖。所述接收機(jī)鏈包括模擬低通濾波器100、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)102、抽取濾波器104、修改的RRC數(shù)字濾波器106以及內(nèi)插濾波器108。“修改的”RRC濾波器是指這樣的RRC濾波器，其中，系數(shù)已被修改以補(bǔ)償整個(gè)濾波器鏈的其它組成部分，如下所述。模擬低通濾波器100是抗混疊濾波器。接收機(jī)鏈的組成部分被級(jí)聯(lián)或串聯(lián)連接以提供并輸出8X的數(shù)據(jù)速率。ADC 102以4X采樣速率對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行采樣，以便緩解對(duì)模擬抗混疊濾波器的要求。抽取濾波器104可以是低通濾波器(LPF)，其使數(shù)據(jù)速率降低1/2。修改的RRC數(shù)字濾波器106可以是具有2X采樣速率的有限脈沖響應(yīng)(FIR)數(shù)字濾波器。內(nèi)插濾波器108可以是將數(shù)據(jù)速率增加到4倍的低通濾波器。例如，抽取濾波器104和內(nèi)插濾波器108中的每個(gè)都可以是能夠以低成本實(shí)現(xiàn)的任何低通濾波器。模擬低通濾波器100可以實(shí)施于混合信號(hào)基帶(ABB)和/或射頻(RF)集成電路中。ADC 102和抽取濾波器104可以實(shí)施于混合信號(hào)基帶(ABB)集成電路中。修改的RRC數(shù)字濾波器106和內(nèi)插濾波器108可以實(shí)施于數(shù)字基帶(DBB)集成電路中。如顯示的那樣，從抽取濾波器104到修改的RRC數(shù)字濾波器106的芯片間通信是以2X數(shù)據(jù)速率進(jìn)行的。在無(wú)線通信系統(tǒng)的實(shí)例中，輸出數(shù)據(jù)速率為每碼片8個(gè)采樣。
為了降低ABB和DBB IC之間的數(shù)據(jù)速率，使用抽取濾波器104將數(shù)據(jù)速率從4X降低到2X。抽取濾波器104的實(shí)現(xiàn)不需要乘法。
例如，修改的RRC數(shù)字濾波器106、2X對(duì)稱FIR濾波器具有10碼片的持續(xù)時(shí)間，意味著以2X采樣速率的21抽頭(tap)。這個(gè)FIR濾波器是可編程的，以便補(bǔ)償整個(gè)濾波器鏈上的其它組成部分所引入的任何不期望或不希望(但可控)的失真。目的是要使整個(gè)濾波器鏈的頻率響應(yīng)盡可能地接近RRC濾波器的理想頻率響應(yīng)。由于FIR濾波器是對(duì)稱的，所以只有振幅失真才可被補(bǔ)償。仿真顯示只補(bǔ)償振幅失真就足夠了。
由于WCDMA接收機(jī)的其余部分需要8X數(shù)據(jù)流，所以使用內(nèi)插濾波器108將修改的RRC濾波器的2X輸出內(nèi)插到8X。內(nèi)插濾波器108的實(shí)現(xiàn)不需要乘法。只有修改的RRC濾波器的實(shí)現(xiàn)需要乘法。
圖4中顯示了包括根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的濾波器的WCDMA發(fā)射機(jī)鏈的框圖。接收1X數(shù)據(jù)速率的數(shù)字信號(hào)的發(fā)射機(jī)鏈包括4X修改的RRC數(shù)字濾波器150、時(shí)序調(diào)整塊152、內(nèi)插濾波器154、數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)156以及模擬低通濾波器158。修改的RRC數(shù)字濾波器150的輸出以4X數(shù)據(jù)速率被提供給時(shí)序調(diào)整塊152。在時(shí)序調(diào)整之后，數(shù)據(jù)速率被降低到2X速率，以便數(shù)字基帶和模擬基帶IC之間的通信以可能的最低速率(亦即2X速率)進(jìn)行。內(nèi)插濾波器154將數(shù)據(jù)速率從2X增加到8X。DAC 156具有8X的采樣速率，并且將模擬信號(hào)提供給模擬低通濾波器158，所述模擬低通濾波器158起到圖像抑制濾波器的作用。DAC 156具有的8X的高采樣速率緩解了對(duì)圖像抑制模擬低通濾波器的要求。修改的RRC數(shù)字濾波器150和時(shí)序調(diào)整塊152實(shí)施于數(shù)字基帶集成電路中。內(nèi)插濾波器154和DAC 156實(shí)施于混合信號(hào)基帶集成電路中。模擬圖像抑制濾波器實(shí)施于數(shù)字基帶集成電路或/和射頻集成電路中。數(shù)字基帶和模擬基帶IC之間的通信以最低數(shù)據(jù)速率(亦即2X數(shù)據(jù)速率)進(jìn)行。
由于對(duì)時(shí)序調(diào)整的要求為±1/8碼片，所以到時(shí)序調(diào)整塊152的輸入數(shù)據(jù)必須處于至少4X速率。代替隨后是另一內(nèi)插濾波器的、具有1X-入-2X-出的修改的RRC濾波器，我們?cè)谶@里直接使用1X-入-4X-出的修改的RRC濾波器。這樣做的原因在于(1)簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)；(2)足夠用于1X-入-4X-出的實(shí)施的資源；(3)功耗和硅面積無(wú)關(guān)緊要，只是列舉了幾個(gè)。
如WCDMA接收機(jī)中那樣，內(nèi)插濾波器154的實(shí)現(xiàn)不需要乘法。只有修改的RRC濾波器的實(shí)現(xiàn)需要乘法。
圖5中顯示了包括根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的濾波器的TDSCDMA(時(shí)分同步碼分多址)接收機(jī)鏈的框圖。該接收機(jī)鏈包括模擬低通濾波器200、ADC 202、抽取濾波器204以及2X修改的RRC數(shù)字濾波器206。與WCDMA接收機(jī)不同，因?yàn)門DSCDMA接收機(jī)的其余部分只需要2X數(shù)據(jù)流，所以不需要隨后的內(nèi)插濾波器。模擬低通濾波器200起到抗混疊濾波器的作用。ADC 202具有4X的采樣速率，以便緩解對(duì)模擬抗混疊濾波器的要求。抽取濾波器204接收4X數(shù)據(jù)速率的ADC 202的輸出，并且將數(shù)據(jù)速率降低到2X，從而以2X數(shù)據(jù)速率將采樣提供給修改的RRC數(shù)字濾波器206。ADC202和抽取濾波器204實(shí)施于混合信號(hào)基帶集成電路中。修改的RRC數(shù)字濾波器206實(shí)施于數(shù)字基帶集成電路中。
為了降低ABB和DBB IC之間的數(shù)據(jù)速率，使用抽取濾波器204將數(shù)據(jù)速率從4X降低到2X。抽取濾波器204的實(shí)現(xiàn)不需要乘法。只有修改的RRC濾波器的實(shí)現(xiàn)需要乘法。
為了使量化噪聲最小，應(yīng)當(dāng)調(diào)整ADC 202之前的信號(hào)電平，以便ADC202的輸出沒有(或有最小的)飽和并且使用全ADC動(dòng)態(tài)范圍。應(yīng)當(dāng)仔細(xì)地設(shè)置抽取濾波器204的增益，以便抽取濾波器204的輸出使用接口提供的全動(dòng)態(tài)范圍。通常，非常期望的是利用接口、DAC和ADC的全動(dòng)態(tài)范圍，而在濾波器鏈上沒有或有最小的飽和。
修改的RRC數(shù)字濾波器206的濾波器抽頭(filter tap)是以這樣的方式來得到，以便補(bǔ)償抗混疊濾波器200和抽取濾波器204所引入的不期望的通帶振幅失真，使得整個(gè)濾波器鏈的頻率響應(yīng)盡可能地逼近理想RRC頻率響應(yīng)。這里描述的原理適用于所有的修改的RRC數(shù)字濾波器。
圖6中顯示了包括根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的濾波器的TDSCDMA發(fā)射機(jī)鏈的框圖。接收1X數(shù)據(jù)速率的數(shù)字輸入的發(fā)射機(jī)鏈包括2X修改的RRC數(shù)字濾波器250、內(nèi)插濾波器254、DAC 256以及模擬低通濾波器258。修改的RRC數(shù)字濾波器250以2X數(shù)據(jù)速率向內(nèi)插濾波器154提供輸入。內(nèi)插濾波器154將數(shù)據(jù)速率增加到12倍，并將24X數(shù)據(jù)速率的輸出提供給DAC 256。DAC 256具有24X采樣速率。模擬低通濾波器258起到圖像抑制濾波器的作用。DAC 256具有的8X的高采樣速率緩解了對(duì)圖像抑制模擬低通濾波器的要求。修改的RRC數(shù)字濾波器250實(shí)施于數(shù)字基帶集成電路中。內(nèi)插濾波器254和DAC 256實(shí)施于混合信號(hào)基帶集成電路中。
修改的RRC數(shù)字濾波器250接收1X速率的輸入并且輸出2X速率的數(shù)據(jù)。以最小的2X速率從DBB IC向ABB IC發(fā)送I/Q采樣。
在ABB IC中，在將數(shù)據(jù)流發(fā)送到DAC 256之前，使用內(nèi)插濾波器254將其上采樣到24X速率。DAC 256之后的模擬濾波器258(在ABB和RFIC兩者中)用于對(duì)圖像頻譜進(jìn)行濾波。
以較高數(shù)據(jù)速率運(yùn)行的內(nèi)插和抽取濾波器被選擇得非常簡(jiǎn)單并且易于實(shí)現(xiàn)。例如，利用僅需要加法和減法的內(nèi)插和抽取濾波器。通常，這樣的簡(jiǎn)單濾波器會(huì)引入不期望(但是可控)的通帶中的衰減或其它不期望的特性。然而，這些簡(jiǎn)單濾波器造成的任何失真都能通過調(diào)整修改的RRC濾波器的系數(shù)來補(bǔ)償?？梢赃M(jìn)一步調(diào)整系數(shù)，以便補(bǔ)償整個(gè)接收機(jī)或發(fā)射機(jī)鏈上的諸如DAC和模擬濾波器的其它組成部分所造成的失真。例如，WCDMA接收機(jī)鏈中的模擬濾波器100可在信號(hào)通帶中具有太多衰減，并且導(dǎo)致BLER(塊錯(cuò)誤率)性能降低約0.5db。通帶衰減可通過調(diào)整修改的RRC數(shù)字濾波器106的系數(shù)來補(bǔ)償。修改的RRC數(shù)字濾波器106、150、206和250中的系數(shù)可以是可編程的，以便補(bǔ)償接收機(jī)或發(fā)射機(jī)鏈中所引入的不期望的特性。數(shù)字濾波器所提供的補(bǔ)償能力使得簡(jiǎn)單的抽取或插入濾波器的設(shè)計(jì)容易得多。數(shù)字濾波器所提供的補(bǔ)償能力、以及內(nèi)插濾波器的輸出(或者抽取濾波器的輸入)的相對(duì)高的過采樣速率，也使得在前(或隨后)模擬濾波器的設(shè)計(jì)容易得多。
整個(gè)濾波器鏈可以實(shí)施于于使用不同技術(shù)制造的不同芯片上。在用于TDSCDMA和WCDMA的產(chǎn)品中，修改的RRC濾波器實(shí)施于使用比較先進(jìn)的技術(shù)的數(shù)字基帶處理器中，而內(nèi)插濾波器和模擬濾波器則實(shí)施于使用較不先進(jìn)的技術(shù)的混合信號(hào)基帶處理器中?？删幊痰男薷牡腞RC濾波器是最復(fù)雜的濾波器，因而使用比較先進(jìn)的技術(shù)來制造。內(nèi)插濾波器和模擬濾波器較不復(fù)雜，因此適合于較不先進(jìn)的技術(shù)，其通常意味著面積大且功耗更多。在此公開的分割提供模擬和數(shù)字電路之間的最優(yōu)分割，從而使硅面積和功耗最小，但是性能卻沒有受損。另外，數(shù)據(jù)以低速率(亦即2X)在DBB和ABB處理器之間傳遞，這又進(jìn)一步降低了功耗。
圖7中顯示了修改的RRC數(shù)字濾波器的實(shí)施例的框圖。圖7中顯示的數(shù)字濾波器300是使用對(duì)稱系數(shù)[h(0)，h(1)，...，h(H/2-1)，h(H/2)，h(H/2-1)，...，h(1)，h(0)]的FIR實(shí)施，其中系數(shù)的數(shù)目為奇數(shù)。該濾波器包括一系列的寄存器310，用于保持?jǐn)?shù)據(jù)值；加法器312，用于對(duì)每級(jí)寄存器中的數(shù)據(jù)值求和；乘法器320，用于使加法器312的輸出乘以各個(gè)系數(shù)；以及加法器324，用于對(duì)級(jí)輸出求和，以提供輸出值。
所提議的濾波器鏈結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)之一在于，我們?cè)贒BB IC中使用了可編程的修改的RRC濾波器，以補(bǔ)償濾波器鏈中的任何不希望和不期望的失真。
在數(shù)學(xué)上，我們希望(使用WCDMA接收機(jī)鏈作為實(shí)例)HIdeal_RRC(j2πf)≈Hmodlfied_RRC(ej2πf/fs2)HLPF1(ej2πf/fs3)HLPF2(ej2πf/fs4)HAntl_Allasing(j2πf)]]>其中采樣速率分別為fs2＝2X；fs3＝4X；fs4＝8X，因?yàn)樾薷牡腞RC濾波器以2X速率工作，抽取濾波器LPF1以4X速率工作，而內(nèi)插LPF2以8X速率工作。在等式中，修改的RRC、LPF1和LPF2濾波器用離散時(shí)域的傅立葉變換來描述，而模擬抗混疊濾波器和理想RRC濾波器則用連續(xù)時(shí)域的傅立葉變換來描述。除了模擬抗混疊濾波器之外，所有的濾波器都在離散時(shí)域中描述。
圖8中顯示了2X內(nèi)插濾波器的實(shí)施的實(shí)例。如顯示的那樣，該濾波器包括寄存器410、系數(shù)412和加法器414。這個(gè)濾波器包括4級(jí)(“采樣和保持”塊為第一級(jí))，其中每級(jí)的脈沖響應(yīng)分別為[1，1]，[1，2-1/2，1]，[1，2-1/4，1]和[1，-3，1]。由此可見，脈沖響應(yīng)如此簡(jiǎn)單，以致于這樣的濾波器的實(shí)施根本不需要乘法，而只需要加法和減法。具體地，對(duì)于任何數(shù)字x，1*x＝x；(2-)*x＝x+x/2；(2-)*x＝2*x-x/2/2；3*x＝2*x+x。在二進(jìn)制域中，2*x或x/2相當(dāng)于使x向左或向右移動(dòng)一比特。
圖9中顯示了2X抽取濾波器的實(shí)施實(shí)例。如顯示的那樣，該濾波器包括寄存器510、系數(shù)512和加法器514。這個(gè)濾波器包括4級(jí)，其中每級(jí)的脈沖響應(yīng)分別為[1，2，2，1]，[1，2-1/2，1]，[1，-3，1]和[1，1]。由此可見，脈沖響應(yīng)如此簡(jiǎn)單，以致于這樣的濾波器的實(shí)施根本不需要乘法。
4X內(nèi)插濾波器(例如從2X到8X)可以通過級(jí)聯(lián)兩個(gè)系統(tǒng)或不同的2X內(nèi)插濾波器來實(shí)施。12X內(nèi)插濾波器(例如從2X到24X)可以通過級(jí)聯(lián)一個(gè)3X和兩個(gè)2X內(nèi)插濾波器來實(shí)施。類似地，4X抽取濾波器可以通過級(jí)聯(lián)兩個(gè)相同或不同的2X抽取濾波器來實(shí)施。
盡管上文已描述了本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例的幾個(gè)方面，但是應(yīng)該理解的是，各種變更、修改和改進(jìn)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是易于想到的。意圖是，這樣的變更、修改和改進(jìn)應(yīng)成為本公開的一部分，并且處在本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)。因此，前述描述和附圖僅僅是作為示例。
權(quán)利要求
1.一種具有第一數(shù)據(jù)速率的輸出的濾波器，其包含數(shù)字濾波器，其以低于所述第一數(shù)據(jù)速率的第二數(shù)據(jù)速率來工作；及內(nèi)插濾波器，其與所述數(shù)字濾波器串聯(lián)連接，其中，所述內(nèi)插濾波器將數(shù)據(jù)速率從所述第二數(shù)據(jù)速率增加到所述第一數(shù)據(jù)速率。
2.如權(quán)利要求1所述的濾波器，其中，所述數(shù)字濾波器包含修改的根升余弦濾波器。
3.如權(quán)利要求1所述的濾波器，其中，所述數(shù)字濾波器以比較先進(jìn)的技術(shù)來實(shí)施，而所述內(nèi)插濾波器以較不先進(jìn)的技術(shù)來實(shí)施。
4.如權(quán)利要求1所述的濾波器，其中，所述數(shù)字濾波器包含根升余弦濾波器。
5.如權(quán)利要求1所述的濾波器，其中，與采樣理論相一致，所述第二數(shù)據(jù)速率為最低采樣速率，所述最低采樣速率為符號(hào)或碼片速率的整數(shù)倍。
6.如權(quán)利要求1所述的濾波器，其中，在所述內(nèi)插濾波器中不需要乘法。
7.如權(quán)利要求1所述的濾波器，其中所述數(shù)字濾波器和所述內(nèi)插濾波器在分離的集成電路芯片上實(shí)施，并且其中所述數(shù)字濾波器以最低采樣速率與所述內(nèi)插濾波器通信，所述最低采樣速率是符號(hào)或碼片速率的整數(shù)倍。
8.如權(quán)利要求1所述的濾波器，其中，所述數(shù)字濾波器具有可編程的系數(shù)。
9.如權(quán)利要求8所述的濾波器，其中，所述數(shù)字濾波器的系數(shù)被選擇，以補(bǔ)償整個(gè)濾波器鏈上的所述內(nèi)插濾波器和其它組成部分的特性。
10.如權(quán)利要求1所述的濾波器，其中，所述數(shù)字濾波器相對(duì)復(fù)雜，而所述內(nèi)插濾波器相對(duì)簡(jiǎn)單。
11.如權(quán)利要求1所述的濾波器，其中，所述第一數(shù)據(jù)速率為無(wú)線通信系統(tǒng)中的符號(hào)速率的倍數(shù)。
12.如權(quán)利要求1所述的濾波器，其中，所述第一數(shù)據(jù)速率為無(wú)線通信系統(tǒng)中的碼片速率的倍數(shù)。
13.如權(quán)利要求1所述的濾波器，其中，所述內(nèi)插濾波器為低通濾波器。
14.如權(quán)利要求13所述的濾波器，其中，所述低通濾波器是可以用低成本來實(shí)施的低通濾波器。
15.如權(quán)利要求1所述的濾波器，其中，所述數(shù)字濾波器位于無(wú)線通信系統(tǒng)的數(shù)字基帶處理器上，而所述內(nèi)插濾波器位于所述無(wú)線通信系統(tǒng)的模擬基帶處理器上。
16.一種用于對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波并提供第一數(shù)據(jù)速率的輸出的方法，其包含以低于所述第一數(shù)據(jù)速率的第二數(shù)據(jù)速率在數(shù)字濾波器中對(duì)所述信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波；以及在內(nèi)插濾波器中對(duì)所述數(shù)字濾波器的輸出進(jìn)行內(nèi)插濾波，其中，所述內(nèi)插濾波器將數(shù)據(jù)速率從所述第二數(shù)據(jù)速率增加到所述第一數(shù)據(jù)速率。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中，在所述內(nèi)插濾波步驟中不執(zhí)行乘法。
18.如權(quán)利要求16所述的方法，進(jìn)一步包含對(duì)所述數(shù)字濾波器的系數(shù)進(jìn)行編程。
19.如權(quán)利要求16所述的方法，進(jìn)一步包含調(diào)整所述數(shù)字濾波器的系數(shù)，以補(bǔ)償整個(gè)濾波器鏈上的所述內(nèi)插濾波器和其它組成部分的特性。
20.如權(quán)利要求16所述的方法，進(jìn)一步包含以相對(duì)低的數(shù)據(jù)速率在所述數(shù)字濾波器和所述內(nèi)插濾波器之間傳輸數(shù)據(jù)。
21.一種具有第一數(shù)據(jù)速率的輸入的濾波器，其包含抽取濾波器，其接收所述第一數(shù)據(jù)速率的所述輸入，并且將數(shù)據(jù)速率從所述第一數(shù)據(jù)速率降低到低于所述第一數(shù)據(jù)速率的第二數(shù)據(jù)速率；以及數(shù)字濾波器，其與所述抽取濾波器串聯(lián)連接，其中，所述數(shù)字濾波器以所述第二數(shù)據(jù)速率來工作。
22.如權(quán)利要求21所述的濾波器，其中，所述數(shù)字濾波器包含修改的根升余弦濾波器。
23.如權(quán)利要求21所述的濾波器，其中，所述數(shù)字濾波器以比較先進(jìn)的技術(shù)來實(shí)施，而所述抽取濾波器以較不先進(jìn)的技術(shù)來實(shí)施。
24.如權(quán)利要求21所述的濾波器，其中，所述數(shù)字濾波器包含根升余弦濾波器。
25.如權(quán)利要求21所述的濾波器，其中，與采樣理論相一致，所述第二數(shù)據(jù)速率為最低采樣速率，所述最低采樣速率為符號(hào)或碼片速率的整數(shù)倍。
26.如權(quán)利要求21所述的濾波器，其中，在所述抽取濾波器中不需要乘法。
27.如權(quán)利要求21所述的濾波器，其中所述數(shù)字濾波器和所述抽取濾波器在分離的集成電路上實(shí)施，并且其中所述抽取濾波器以最低采樣速率與所述數(shù)字濾波器通信，所述最低采樣速率為符號(hào)或碼片速率的整數(shù)倍。
28.如權(quán)利要求21所述的濾波器，其中，所述數(shù)字濾波器具有可編程的系數(shù)。
29.如權(quán)利要求28所述的濾波器，其中，所述數(shù)字濾波器的系數(shù)被選擇，以補(bǔ)償整個(gè)濾波器鏈上的所述抽取濾波器和其它組成部分的特性。
30.如權(quán)利要求21所述的濾波器，其中，所述數(shù)字濾波器相對(duì)復(fù)雜，而所述抽取濾波器相對(duì)簡(jiǎn)單。
31.如權(quán)利要求21所述的濾波器，其中，所述第一數(shù)據(jù)速率為無(wú)線通信系統(tǒng)中的符號(hào)速率的倍數(shù)。
32.如權(quán)利要求21所述的濾波器，其中，所述第一數(shù)據(jù)速率為無(wú)線通信系統(tǒng)中的碼片速率的倍數(shù)。
33.如權(quán)利要求21所述的濾波器，其中，所述抽取濾波器為低通濾波器。
34.如權(quán)利要求33所述的濾波器，其中，所述低通濾波器為可以用低成本來實(shí)施的低通濾波器。
35.如權(quán)利要求21所述的濾波器，其中，所述數(shù)字濾波器位于無(wú)線通信系統(tǒng)的數(shù)字基帶處理器上，而所述抽取濾波器位于所述無(wú)線通信系統(tǒng)的模擬基帶處理器上。
36.一種用于對(duì)第一數(shù)據(jù)速率的輸入信號(hào)進(jìn)行濾波的方法，其包含在抽取濾波器中對(duì)所述輸入信號(hào)進(jìn)行抽取濾波，其中，所述抽取濾波器將數(shù)據(jù)速率從所述第一數(shù)據(jù)速率降低到低于所述第一數(shù)據(jù)速率的第二數(shù)據(jù)速率；以及以所述第二數(shù)據(jù)率在數(shù)字濾波器中對(duì)所述抽取濾波器的輸出進(jìn)行數(shù)字濾波。
37.如權(quán)利要求36所述的方法，其中，在所述抽取濾波步驟中不執(zhí)行乘法。
38.如權(quán)利要求36所述的方法，進(jìn)一步包含對(duì)所述數(shù)字濾波器的系數(shù)進(jìn)行編程。
39.如權(quán)利要求36所述的方法，進(jìn)一步包含調(diào)整所述數(shù)字濾波器的系數(shù)，以補(bǔ)償整個(gè)濾波器鏈上的所述抽取濾波器和其它組成部分的特性。
40.如權(quán)利要求36所述的方法，進(jìn)一步包含以相對(duì)低的數(shù)據(jù)速率在所述抽取濾波器和所述數(shù)字濾波器之間傳輸數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及級(jí)聯(lián)方案，其中以諸如符號(hào)或碼片速率的兩倍即2X的相對(duì)低的數(shù)據(jù)速率來實(shí)施RRC濾波器、修改的RRC濾波器或其它數(shù)字濾波器。內(nèi)插濾波器用于將數(shù)據(jù)速率增加到諸如8X的較高數(shù)據(jù)速率。抽取濾波器用于將數(shù)據(jù)速率從諸如8X的較高速率降低到諸如2X的較低速率。可以調(diào)整數(shù)字濾波器的系數(shù)以補(bǔ)償整個(gè)濾波器鏈上的其它組成部分的特性。濾波器鏈的實(shí)施復(fù)雜性中的大部分被統(tǒng)一成相對(duì)低速率(諸如2X)的數(shù)字濾波器，同時(shí)內(nèi)插或抽取濾波器可以非常低的成本來實(shí)施。數(shù)字濾波器所提供的補(bǔ)償能力使得簡(jiǎn)單抽取或內(nèi)插濾波器的設(shè)計(jì)容易得多。數(shù)字濾波器所提供的補(bǔ)償能力、以及用于內(nèi)插濾波器的輸出(或者抽取濾波器的輸入)的相對(duì)高的過采樣速率，也使得在前(或隨后)模擬濾波器的設(shè)計(jì)容易得多。
文檔編號(hào)H03H17/06GK101040437SQ200580034891
公開日2007年9月19日 申請(qǐng)日期2005年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月13日
發(fā)明者嚴(yán)愛國(guó), 艾曼·沙布蘭 申請(qǐng)人:模擬裝置公司