專利名稱：一種多速率處理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是指LTE系統(tǒng)中的一種多速率處理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在LTE(Long Term Evolution,長期演進(jìn))系統(tǒng)中，多處關(guān)鍵過程涉及到了多速率 處理，其中最重要的包括小區(qū)初搜過程中同步信息的抽取處理，和信道估計過程中的插值 處理。 LTE標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定同步信息在中間的62個子載波(DC子載波除外)上，如圖l所示。 對于一個未知帶寬的系統(tǒng)而言，由于同步信息都是過采樣(OSR(過采樣比)> 1)的，在做 小區(qū)初搜(Initial Cell Search, ICS)之前應(yīng)該先做降采樣處理。根據(jù)多速率處理的基本 原理，在做降采樣之前，必須先做抗混疊濾波。 相反地，在做信道估計(CHE， Channel Estimator)時，是在特定的資源粒子(RE， Resource Element)位置插入已知的參考信號(RS，Reference Signal)以計算該RE位置上 的信道估計，然后利用插值的方法來得到其它所有RE位置上的信道估計，如圖2所示。很 明顯原始的信道估計是欠采樣的，需要做升采樣處理，根據(jù)多速率處理的基本原理，在做升 采樣之后，需要進(jìn)行抗鏡像濾波。 對于小區(qū)初搜的降采樣過程，LTE系統(tǒng)規(guī)定在SCH(Su卯lemental Channel，增補信 道)和PDSCH(Physical Downlink Shared Channel,物理下行共享信道)之間有5個子載 波，可以利用這5個子載波作為抗混疊濾波器的過渡帶，相對而言過渡帶比較窄；而對于信 道估計的升采樣過程，需要兼顧信道的噪聲、鏡像干擾以及多徑分量。因此如果采用線性相 位的FIR設(shè)計多速率濾波器，實現(xiàn)時都需要非常高的階數(shù)，復(fù)雜度非常高，限制了多速率濾 波的性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種多速率處理系統(tǒng)，采用基于波數(shù)濾波算法的格型結(jié)構(gòu)實現(xiàn)LTE系
統(tǒng)中的多速率處理，具有過渡帶窄、帶內(nèi)近似線性相位、系統(tǒng)穩(wěn)定度高、受濾波器系數(shù)變化
影響小以及計算效率高的優(yōu)點。 本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的 —種多速率處理系統(tǒng)，包括 抗混疊/抗鏡像濾波器，所述抗混疊/抗鏡像濾波器原型采用基于波數(shù)濾波算法 的格型結(jié)構(gòu)，用于對小區(qū)初搜過程中同步信息抽取降采樣處理的抗混疊濾波和信道估計過 程中插值升采樣處理的抗鏡像濾波。 優(yōu)選的，所述抗混疊/抗鏡像濾波器為具有近似線性相位特征的無限沖激響應(yīng) IIR濾波器。 優(yōu)選的，當(dāng)過采樣倍數(shù)大于2時，所述無限沖激響應(yīng)IIR濾波器的多項表達(dá)式為
//(z卜J]Z一"'x&(Z") 其中，HK(ZM)是第K項的全通濾波器表達(dá)式，并且根據(jù)階數(shù)N和過采樣倍數(shù)決定 HK(ZM)的階數(shù)。 優(yōu)選的，所述抗混疊/抗鏡像濾波器包括低比特量化處理后的乘法單元。
優(yōu)選的，所述乘法單元的比特數(shù)取值范圍為4至8比特。
優(yōu)選的，還包括 選擇單元，用于根據(jù)信道估計得到的多徑位置選擇所述抗鏡像濾波器的截止頻率。 優(yōu)選的，還包括 補償單元，用于在信道估計過程中對抗鏡像濾波后的序列進(jìn)行非線性補償。
本發(fā)明所述技術(shù)方案采用基于波數(shù)濾波算法的格型結(jié)構(gòu)實現(xiàn)LTE系統(tǒng)中的多速 率處理，基于該算法實現(xiàn)的多速率濾波器可以克服傳統(tǒng)的IIR濾波器和FIR濾波器設(shè)計的 限制，具有過渡帶窄、帶內(nèi)近似線性相位、系統(tǒng)穩(wěn)定度高、受濾波器系數(shù)變化影響小以及計 算效率高的優(yōu)點。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可 以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。 圖1為LTE系統(tǒng)中同步信息所在位置的示意圖； 圖2為LTE系統(tǒng)中資源粒子(RE)的分布示意圖； 圖3為本發(fā)明一種多速率處理系統(tǒng)優(yōu)選實施例的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為一種基于波數(shù)濾波算法的格型濾波器原型的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為另一種基于波數(shù)濾波算法的格型濾波器原型的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6為小區(qū)初搜過程中同步信息抽取降采樣處理的示意圖。
具體實施例方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；?本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。 參照圖3，示出了本發(fā)明一種多速率處理系統(tǒng)優(yōu)選實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。所述多速 率處理系統(tǒng)包括抗混疊/抗鏡像濾波器以及選擇單元、補償單元。 所述抗混疊/抗鏡像濾波器原型采用基于波數(shù)濾波算法的格型結(jié)構(gòu)，用于對小區(qū) 初搜過程中同步信息抽取降采樣處理的抗混疊濾波和信道估計過程中插值升采樣處理的 抗鏡像濾波。 所述抗混疊/抗鏡像濾波器包括低比特量化處理后的乘法單元。所述乘法單元的比特數(shù)取值范圍為4至8比特，對所述乘法單元進(jìn)行低比特量化，能夠降低硬件實現(xiàn)的復(fù)雜度。 所述選擇單元，用于根據(jù)信道估計得到的多徑位置選擇所述抗鏡像濾波器的截止 頻率。 所述補償單元，用于在信道估計過程中對抗鏡像濾波后的序列進(jìn)行非線性補償。 LTE系統(tǒng)多速率處理對帶內(nèi)性能和過渡帶要求比較嚴(yán)格，因此要在保證硬件實現(xiàn)
復(fù)雜度不高的前提下，實現(xiàn)帶內(nèi)的近似線性相位和銳截止的過渡帶。 從而濾波器原型設(shè)計主要考慮以下幾點 1、濾波器階數(shù)N不小于7，從而保證銳截止的過渡帶。 2、濾波器階數(shù)N不大于15，從而保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，降低設(shè)計的復(fù)雜度。 3、盡量使N+l等于過采樣倍數(shù)的整數(shù)倍，從而便于多項分解。 4、將格型結(jié)構(gòu)上面的分支的第一個多通模型設(shè)計為一階，其他的設(shè)計為兩階模 型，從而保證帶內(nèi)近似線性相位。 參照圖4、圖5，示出了兩種基于波數(shù)濾波算法的格型濾波器原型的結(jié)構(gòu)示意圖， 其中圖4所述結(jié)構(gòu)對應(yīng)[(N+l)/4] G Z，圖5所述結(jié)構(gòu)對應(yīng)[(N-l)/4] G Z。
優(yōu)選的，根據(jù)OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing,正交頻分復(fù) 用)對帶內(nèi)非線性相位比較敏感的特點，所述抗混疊/抗鏡像濾波器采用具有近似線性相 位特征的無限沖激響應(yīng)IIR濾波器。 當(dāng)采樣倍數(shù)大于2時，首先得到IIR濾波器原型的等效零點VBK(K = 1......N)
和等效極點VAK(K = 1......N)，然后得到IIR濾波器的多項式表達(dá)式 //(z) = ZZ—"x/^(ZM) 其中，HK(ZM)是第K項的全通濾波器表達(dá)式，并且根據(jù)階數(shù)N和過采樣倍數(shù)決定 HK(ZM)的階數(shù)。 當(dāng)過采樣倍數(shù)等于2時，將格型濾波器原型的一階部分用單位延遲單元代替；將 其他兩階單元的第一個全通濾波器去掉，并且保留單位延遲單元，從而得到半帶結(jié)構(gòu)的濾 波器，從而節(jié)省了一半的計算量和系統(tǒng)資源。 參照圖6，示出了小區(qū)初搜過程中同步信息抽取降采樣處理的示意圖。 從圖1中可知總共有6種過采樣，其中最高的過采樣為16倍，對于抗混疊濾波器
設(shè)計而言，需要很低的截止頻率來抑制帶外的干擾，而濾波器的復(fù)雜度是隨截止頻率降低
而快速增長的，因此降倍數(shù)為16的過程拆成8X和2X兩個降采樣過程；降采樣倍數(shù)為12的
過程拆成4X和3X兩個降采樣過程。 根據(jù)以上的分解，降采樣過程可以設(shè)計如下 1、設(shè)計基于波數(shù)算法的格型濾波器組，其中單個濾波器的截止頻率分別為 Ji /2 (半帶結(jié)構(gòu))、Ji /3 (三項濾波器)、Ji /4 (四項濾波器)、Ji /8 (八項濾波器)。
2、根據(jù)射頻集成電路RFIC支持的采樣率確定降采樣倍數(shù)，其中當(dāng)過采樣倍數(shù)0SR < 10時，直接選取相應(yīng)的降采樣濾波器。 3、當(dāng)過采樣倍數(shù)0SR^ 10時，若0SR二 12，依次通過4X、3X降采樣濾波器；若0SR =16，依次通過8X、2X降采樣濾波器。
對于信道估計過程中序列插值的升采樣處理說明如下 LTE系統(tǒng)規(guī)定原始的信道估計結(jié)果是6倍欠采樣的，因此插值濾波器都是基于6倍 過采樣多速率設(shè)計，將濾波器設(shè)計為6項的多項濾波器。 考慮到實際信道中多徑的影B向，設(shè)計K個截止頻率的原型濾波器，選擇單元根據(jù) 信道估計得到的多徑的位置，選擇合適的截止頻率。 由于信道估計的原始序列沒有進(jìn)行脈沖成型，而且序列的長度有限，特別當(dāng)帶寬 很窄的情況下，插值濾波過程中大部分序列都受IIR濾波器的暫態(tài)響應(yīng)影響很明顯，根據(jù) 以下方式由補償單元進(jìn)行補償。 1、首先判斷序列第一個采樣點占滿幅值的比例F = abs(x(l)/FS)，設(shè)定補償門限 X，當(dāng)F《X時不需要做補償；當(dāng)F > X時則需要進(jìn)行補償。 2、根據(jù)濾波器的階數(shù)N確定補償長度L，當(dāng)帶寬在于一預(yù)設(shè)值且F大于另一預(yù)設(shè)值 的情況下，取L = N ;否則取L = min(M/2， N/2)，其中M為序列的長度。
3、采用基于最小二乘的2階多項式擬合的辦法進(jìn)行補償；
4、對序列的尾部進(jìn)行同樣的補償過程。 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用 以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包 含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種多速率處理系統(tǒng)，其特征在于，包括抗混疊/抗鏡像濾波器，所述抗混疊/抗鏡像濾波器原型采用基于波數(shù)濾波算法的格型結(jié)構(gòu)，用于對小區(qū)初搜過程中同步信息抽取降采樣處理的抗混疊濾波和信道估計過程中插值升采樣處理的抗鏡像濾波。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多速率處理系統(tǒng)，其特征在于，所述抗混疊/抗鏡像濾波器為具有近似線性相位特征的無限沖激響應(yīng)IIR濾波器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的多速率處理系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)過采樣倍數(shù)大于2時，所述 無限沖激響應(yīng)IIR濾波器的多項表達(dá)式為其中，HK(ZM)是第K項的全通濾波器表達(dá)式，并且根據(jù)階數(shù)N和過采樣倍數(shù)決定HK(ZM) 的階數(shù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的多速率處理系統(tǒng)，其特征在于，所述抗混疊/抗鏡像濾波器包 括低比特量化處理后的乘法單元。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的多速率處理系統(tǒng)，其特征在于，所述乘法單元的比特數(shù)取值 范圍為4至8比特。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項所述的多速率處理系統(tǒng)，其特征在于，還包括 選擇單元，用于根據(jù)信道估計得到的多徑位置選擇所述抗鏡像濾波器的截止頻率。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的多速率處理系統(tǒng)，其特征在于，還包括 補償單元，用于在信道估計過程中對抗鏡像濾波后的序列進(jìn)行非線性補償。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多速率處理系統(tǒng)，包括抗混疊/抗鏡像濾波器，所述抗混疊/抗鏡像濾波器原型采用基于波數(shù)濾波算法的格型結(jié)構(gòu)，用于對小區(qū)初搜過程中同步信息抽取降采樣處理的抗混疊濾波和信道估計過程中插值升采樣處理的抗鏡像濾波。本發(fā)明技術(shù)方案采用基于波數(shù)濾波算法的格型結(jié)構(gòu)實現(xiàn)LTE系統(tǒng)中的多速率處理，具有過渡帶窄、帶內(nèi)近似線性相位、系統(tǒng)穩(wěn)定度高、受濾波器系數(shù)變化影響小以及計算效率高的優(yōu)點。
文檔編號H04L25/03GK101729469SQ20091024122
公開日2010年6月9日 申請日期2009年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月25日
發(fā)明者李玉寶 申請人:北京天碁科技有限公司