專利名稱：一種根升余弦有限沖擊響應(yīng)濾波器的實現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于移動通信時分雙工(UMTS TDD)系統(tǒng)的根升余弦(RRC)有限沖擊響應(yīng)(FIR)濾波器的實現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
在通信系統(tǒng)中，如3G(the third-generation mobile systems第三代移動通信系統(tǒng))系統(tǒng)一般采用升余弦低通濾波器來抑制帶外泄露和消除符號間干擾(ISI)。單條支路上，如下行鏈路或上行鏈路，一個升余弦濾波器可以分解為兩個根升余弦有限沖擊響應(yīng)濾波器(RRC FIR)。由于通信系統(tǒng)是上下行雙工的，所以無論在移動終端(UE)還是在B節(jié)點端，都需要兩個根升余弦有限沖擊響應(yīng)濾波器分別用來發(fā)射和接收。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種根升余弦有限沖擊響應(yīng)濾波器的實現(xiàn)方法，在移動通信時分雙工系統(tǒng)中上下行可以共享一個根升余弦有限沖擊響應(yīng)濾波器。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的一種根升余弦有限沖擊響應(yīng)濾波器的實現(xiàn)方法，包括一個內(nèi)核(FIR核)和一個N倍的下/上采樣器，其中，F(xiàn)IR核的系數(shù)服從根升余弦關(guān)系，即c(t)=sin(πtT(1-α))+4αtTcos(πtT(1+α))πtT(1-(4αtT)2)]]>式中，t取值為12NT,32NT,52NT,...,2L-12NT;]]>同時根據(jù)3G協(xié)議，滾降系數(shù)α一般取0.22；進行N倍下采樣的過程為從FIR濾波器輸出的數(shù)據(jù)進行每N個符號輸出一個；進行N倍上采樣的過程為從DSP(digital signal processor數(shù)字信號處理器)端來的數(shù)據(jù)每個符號后插入N-1個0，再輸送到FIR濾波器進行濾波，濾波后的數(shù)據(jù)直接送往DAC(D/A converter數(shù)模轉(zhuǎn)換器)到模擬基帶上去。
本發(fā)明的有益效果是，在移動通信時分雙工系統(tǒng)中上下行可以共享一個根升余弦有限沖擊響應(yīng)濾波器。在ASIC(專用集成電路)實現(xiàn)時可以降低芯片上器件門數(shù)、降低片子面積。


下面結(jié)合附圖及具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細的說明圖1是應(yīng)用本發(fā)明的方法RRC FIR濾波器在系統(tǒng)中的位置示意圖；圖2是圖1中RRC FIR濾波器展開示意圖；
圖3是本發(fā)明的方法中FIR核示意圖；圖4是本發(fā)明的方法中流水線結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
在TDD(time division duplex時分雙工)系統(tǒng)中，如UMTS TDD和TD-SCDMA(時分同步碼分多址TD-SCDMA標準實際上對應(yīng)UMTSTDD系統(tǒng)中1.28Mcps)，由于發(fā)射和接收是時隙分開的，所以可以在移動終端側(cè)(B節(jié)點端同樣可以適用)設(shè)計一個共享的RRC FIR濾波器。通常RRC FIR濾波器以過采樣率進行濾波。
下面以移動終端為例具體說明本發(fā)明所述濾波器的實現(xiàn)方法。該根升余弦(RRC)有限沖擊響應(yīng)(FIR)濾波器在系統(tǒng)中的位置如圖1所示。在圖1中RRC FIR濾波器包括一個內(nèi)核(FIR核)和一個N倍的下/上采樣器，其具體結(jié)構(gòu)如圖2所示。
圖2中的FIR核可以進一步展開成如圖3所示的結(jié)構(gòu)。以60階RRC FIR濾波器為例，為了節(jié)省硬件資源，可以采用15級的流水線結(jié)構(gòu)，這時只需要2個加法器、2個乘法器、一個累加器和60個移位寄存器。流水線結(jié)構(gòu)示意圖參見圖4所示。
圖3中，z-1表示一個單位延時，其中，F(xiàn)IR階數(shù)以2L為例，系數(shù)服從根升余弦關(guān)系，即c(t)=sin(πtT(1-α))+4αtTcos(πtT(1+α))πtT(1-(4αtT)2)]]>(公式1)
式中，t取值為12NT,32NT,52NT,...,2L-12NT;]]>同時根據(jù)3G協(xié)議，滾降系數(shù)α一般取0.22。
由公式1可以看出雖然FIR濾波器的階數(shù)為2L，可是只需要進行L次乘法即可，原因是c1＝c2L，c2＝c2L-1，...，cL＝cL+1(公式2)不管上行還是下行，F(xiàn)IR核都是一樣的，而且都是工作在N倍碼片速率上的。
進行N倍下采樣的過程為從FIR濾波器輸出的數(shù)據(jù)進行每N個符號輸出一個。
進行N倍上采樣的過程為從DSP端來的數(shù)據(jù)每個符號后插入N-1個0，再輸送到FIR濾波器進行濾波，濾波后的數(shù)據(jù)直接送往DAC到模擬基帶上去。
FIR濾波器中加法器輸出位數(shù)是這樣考慮的假定FIR濾波器抽頭系數(shù)為bFIR比特的量化，F(xiàn)IR濾波器階數(shù)為2L，它們都是有符號的；輸送到FIR濾波器的數(shù)據(jù)位數(shù)為binput。
FIR濾波器的累加器最多需要的位數(shù)當系統(tǒng)為接收模式時， (公式3)
當系統(tǒng)為發(fā)射模式時， (公式4)。
FIR濾波器的累加器輸出比特位數(shù)，在上面公式3和4的推導(dǎo)過程中，假設(shè)輸入信號是滿幅度的，并且符號是與FIR濾波器抽頭系數(shù)的符號保持一致。從實際仿真來看，根據(jù)FIR濾波器輸入信號的不同分布，該累加器最高位數(shù)可以適當下調(diào)。為了保證系統(tǒng)的靈活性，在設(shè)計時該最高位能夠在一定范圍內(nèi)由控制字來選通。
假設(shè)FIR濾波器輸出信號有LFIR_output個比特，比如有4種可控制的最高輸出比特位，那么，當系統(tǒng)為接收模式時選擇badder_RX+(badder_RX-1)，(badder_RX-2)，...，(badder_RX-LFIR_output+1)選擇badder_RX+(badder_RX-2)，(badder_RX-3)，...，(badder_RX-LFIR_output)選擇badder_RX+(badder_RX-3)，(badder_RX-4)，...，(badder_RX-LFIR_output-1)選擇badder_RX+(badder_RX-4)，(badder_RX-5)，...，(badder_RX-LFIR_output-2)當系統(tǒng)為發(fā)射模式時選擇badder_TX+(badder_TX-1)，(badder_TX-2)，...，(badder_TX-LFIR_output+1)選擇badder_TX+(badder_TX-2)，(badder_TX-3)，...，(badder_TX-LFIR_output)選擇badder_TX+(badder_TX-3)，(badder_TX-4)，...，(badder_TX-LFIR_output-1)選擇badder_TX+(badder_TX-4)，(badder_TX-5)，...，(badder_TX-LFIR_output-2)

UE端上、下行同用一個RRC FIR濾波器，只能在時分復(fù)接系統(tǒng)中運用(即上下行工作于相同的頻帶上)，如UMTS TDD，包括3.84Mcps的HCR(高碼片速率)與1.28Mcps的LCR(低碼片速率)系統(tǒng)。
下面結(jié)合一個具體實施例，給出一組FIR核的特例，對本發(fā)明作進一步的說明。在該實施例中，RRC FIR濾波器采用滾降系數(shù)為0.22的根升余弦濾波器，抽頭系數(shù)16比特量化。FIR系數(shù)如下240 168 -49 -238 -228 -10 234 272 24 -322 -436 -115 476 856 567 -391 -1415 -1615-489 1522 3078 2705 -89 -4077 -6584 -4805 2485 13844 25448 32767 32767 25448 138442485 -4805 -6584 -4077 -89 2705 3078 1522 -489 -1615 -1415 -391 567 856 476 -115-436 -322 24 272 234 -10 -228 -238 -49 168 240或者用16進制的補碼形式表示為00F0，00A8，F(xiàn)FCF，F(xiàn)F12，F(xiàn)F1C，F(xiàn)FF6，00EA，0110，0018，F(xiàn)EBE，F(xiàn)E4C，F(xiàn)F8D，01DC，0358，0237，F(xiàn)E79，F(xiàn)A79，F(xiàn)9B1，F(xiàn)E17，05F2，0C06，0A91，F(xiàn)FA7，F(xiàn)013，E648，ED3B，09B5，3614，6368，7FFF，7FFF，6368，3614，09B5，ED3B，E648，F(xiàn)013，F(xiàn)FA7，0A91，0C06，05F2，F(xiàn)E17，F(xiàn)9B1，F(xiàn)A79，F(xiàn)E79，0237，0358，01DC，F(xiàn)F8D，F(xiàn)E4C，F(xiàn)EBE，0018，0110，00EA，F(xiàn)FF6，F(xiàn)F1C，F(xiàn)F12，F(xiàn)FCF，00A8，00F0輸出比特可以由控制字控制選擇輸出的最高位數(shù)。例如本實施例中給出的特例就是采用兩個比特控制4種輸出比特位置的指示。
由于RRC FIR濾波器偶對稱，ci，i＝1，2，...，L恒等于ci，i＝2L-1，2L-2，...，L+1，那么根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的FIR核結(jié)構(gòu)，此時的乘法運算只需要L次即可；采用流水線結(jié)構(gòu)，可以進一步降低乘法器、加法器，如60階RRC FIR濾波器，采用15階流水線結(jié)構(gòu)，此時只需要2個加法器、2個乘法器、一個累加器和60個移位寄存器。
權(quán)利要求
1.一種根升余弦有限沖擊響應(yīng)濾波器的實現(xiàn)方法，其特征在于，包括一個內(nèi)核和一個N倍的下/上采樣器，其中，內(nèi)核的系數(shù)服從根升余弦關(guān)系，即c(t)=sin(πtT(1-α))+4αtTcos(πtT(1+α))πtT(1-(4αtT)2)]]>式中，t取值為12NT,32NT,52NT,...,2L-12NT;]]>同時根據(jù)3G協(xié)議，滾降系數(shù)α一般取0.22；進行N倍下采樣的過程為從FIR濾波器輸出的數(shù)據(jù)進行每N個符號輸出一個；進行N倍上采樣的過程為從DSP端來的數(shù)據(jù)每個符號后插入N-1個0，再輸送到FIR濾波器進行濾波，濾波后的數(shù)據(jù)直接送往DAC到模擬基帶上去。
2.如權(quán)利要求1所述的一種根升余弦有限沖擊響應(yīng)濾波器的實現(xiàn)方法，其特征在于所述濾波器采用滾降系數(shù)為0.22的根升余弦濾波器，抽頭系數(shù)16比特量化，F(xiàn)IR系數(shù)如下240 168 -49 -238 -228 -10 234 272 24 -322 -436 -115 476 856 567 -391 -1415 -1615-489 1522 3078 2705 -89 -4077 -6584 -4805 2485 13844 25448 32767 32767 25448 138442485 -4805 -6584 -4077 -89 2705 3078 1522 -489 -1615 -1415 -391 567 856 476 -115-436 -322 24 272 234 -10 -228 -238 -49 168 240或者用16進制的補碼形式表示為00F0，00A8，F(xiàn)FCF，F(xiàn)F12，F(xiàn)F1C，F(xiàn)FF6，00EA，0110，0018，F(xiàn)EBE，F(xiàn)E4C，F(xiàn)F8D，01DC，0358，0237，F(xiàn)E79，F(xiàn)A79，F(xiàn)9B1，F(xiàn)E17，05F2，0C06，0A91，F(xiàn)FA7，F(xiàn)013，E648，ED3B，09B5，3614，6368，7FFF，7FFF，6368，3614，09B5，ED3B，E648，F(xiàn)013，F(xiàn)FA7，0A91，0C06，05F2，F(xiàn)E17，F(xiàn)9B1，F(xiàn)A79，F(xiàn)E79，0237，0358，01DC，F(xiàn)F8D，F(xiàn)E4C，F(xiàn)EBE，0018，0110，00EA，F(xiàn)FF6，F(xiàn)F1C，F(xiàn)F12，F(xiàn)FCF，00A8，00F0
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種根升余弦有限沖擊響應(yīng)濾波器的實現(xiàn)方法，其特征在于，輸出比特可以由控制字控制選擇輸出的最高位數(shù)。
4.如權(quán)利要求1所述的一種根升余弦有限沖擊響應(yīng)濾波器的實現(xiàn)方法，其特征在于，乘法運算需要L次。
5.如權(quán)利要求1所述的一種根升余弦有限沖擊響應(yīng)濾波器的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述濾波器可以采用流水線結(jié)構(gòu)，進一步降低乘法器、加法器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種根升余弦有限沖擊響應(yīng)濾波器的實現(xiàn)方法，包括一個內(nèi)核和一個N倍的下/上采樣器，其中，內(nèi)核的系數(shù)服從根升余弦關(guān)系，同時根據(jù)3G協(xié)議，滾降系數(shù)α一般取0.22；進行N倍下采樣的過程為從FIR濾波器輸出的數(shù)據(jù)進行每N個符號輸出一個；進行N倍上采樣的過程為從DSP端來的數(shù)據(jù)每個符號后插入N－1個0，再輸送到FIR濾波器進行濾波，濾波后的數(shù)據(jù)直接送往DAC到模擬基帶上去。本發(fā)明在移動通信時分雙工系統(tǒng)中上下行可以共享一個根升余弦有限沖擊響應(yīng)濾波器。適用于移動終端側(cè)或B節(jié)點端。
文檔編號H04J3/04GK1783761SQ200410084718
公開日2006年6月7日 申請日期2004年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月1日
發(fā)明者冀晉, 康一, 程健, 蔡天佑, 林豪, 郭京鶴 申請人:展訊通信(上海)有限公司