第七讲软件无线电中高效滤波器技术精要.ppt

同理，我们可以得出适合于内插器的多相滤波结构的另一种表达式： 根据表达式，我们可以画出适合内插的数字滤波器的结构框图。 3）内插器中数字滤波器的多相结构 I … x(n) ……… y(m) 数字滤波器的多相结构 数字滤波器的多相结构（内插器） 根据内插器的等效关系，可以得到内插器的多相滤波结构： I … x (n) ……… y (m) I I 第七讲：软件无线电中高效滤波器技术 主讲人：李玉柏 ybli@uestc.edu.cn 第七讲：软件无线电中高效滤波器技术 软件无线电中的滤波技术 数字滤波器设计 一般低通滤波器设计 脉冲成型滤波器设计 基于无码间干扰传输函数的设计 成型滤波器设计 软件无线电中变采样（SRC）技术 高效多相滤波结构与实现 第一节：软件无线电中滤波技术 滤波器是软件无线电的重要组成部分，滤波器设计是非常重要的工作。 软件无线电中涉及的一些滤波器： 频段滤波器：又称波段滤波器，靠近天线，对天线接收的特定无线电使用的频段信号滤波。 有些无线电有多个频段（比如多频段手机）需要多个波段滤波器； 通道滤波器：空口的射频信号变换到中频，进行滤波放大，这里的滤波成为通道滤波器，要求的性能和矩形系数都非常高。 频段与信道的概念 软件无线电中滤波技术 镜频抑制滤波器：在进行频率搬移时为防止镜像频率干扰的滤波器。 镜频抑制 滤波器 通道滤波器 本振信号 ... 信道成型滤波器：为了提高频谱的利用率，对发送的单个信道信号的频谱进行专门加工，使其在消除码间干扰(ISI)和实行最佳检测的前提下，压缩信号频带，提高频谱的利用率。这种对频谱波形成型的滤波器成为成型滤波器。 信道选择滤波器：尽管软件无线电宽带采样，但DSP往往只能处理一个信道，对通道信号中选出特定信道，称为信道选择滤波。 感兴趣信道 邻道干扰 0 f c-B/2 f c f c-B/2 软件无线电中滤波技术 防混叠滤波器：不论是在AD采样和变采样SRC抽取处理前必须满足奈奎斯特频段要求，所加的滤波器就是防混叠滤波器。 平滑滤波器：不论是在DA后和变采样SRC插值处理后度需要进行信号平滑，其滤波器称为平滑滤波器。 软件无线电中滤波技术 数字滤波完成信号的频谱选取，可以用两种形式来实现，即有限冲击响应滤波器FIR和无限冲击响应滤波IIR。FIR滤波器相对于IIR滤波器有很多特点，如：线性相位，稳定性等。 第二节：数字滤波器设计 最佳滤波器设计主要借助各种工具和计算机程序来分析完成，在早期的MATLAB里面，REMEZ 用于最佳滤波器的设计，REMEZORD用于计算所需的滤波器的阶数，现在使用FIRPM和FIRPMORD函数。 已知： ?p、?s、fs、f=[fc, fa]、a=[1, 0] dev = [(10^(?p/20)-1)/10^(rp/20)+1 10^(- ?s/20)] [n, f0, a0, w] = firpmord ( f, a, dev,fs ) B = firpm ( n, f0, a0, w) 得到滤波器系数。 数字滤波器设计 FIR数字滤波器的窗函数设计法 所谓窗函数法就是用一个已知的窗函数 w ( k ) 去截取一个理想滤波器的冲激函数，得到一个实际可用的FIR滤波器冲激函数 h(k)。 常用的窗有矩形窗，汉宁窗，海明窗，布－哈窗以及凯撒窗等。 理想滤波器冲击响应 h id (n) 的设计，以低通滤波器设计为例： α=(N-1)/2 (N-1) n FIR数字滤波器的窗函数设计法 窗函数的取值范围通常是[0, N-1]，而理想滤波器冲击响应 hid(n) 的取值范围通常是[-N/2, N/2]，因此，在两个函数相乘以前要先将 hid(n) 移至N/2处。（在频域上表现为增加一个固定相移） 第三节：成型滤波器设计 用于通信系统的脉冲成型滤波器的两个重要条件： 产生有限带宽 降低有信号多径反射引起的符号间干扰 1）无码间干扰传输波形的设计 Nyquist第一准则指出了在带限情况下，无码间干扰数字传输的充要条件。假设数字信号传输波形为S(t)，其傅里叶变换为 S(ω)，码元宽度为T，当数字信号以1/T波特的码元速率传输时，接收端无码间干扰的充要条件是： 无码间干扰传输波形的设计 对数字信号传输来说，并不要求在带限后时域波形保持不变，而只要求在取样判决时刻能准确地恢复出原来数字序列的幅度信息即可。因此，满足无码间干扰传输的信号波形 是多种多样的。 或者在频域上 2）脉冲成型滤波器设计 工程常采用的成型滤波器： FIR滤波器结构 升余弦滚降滤波器 理想的成型滤波器