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(zhǎng)期演進(jìn))系統(tǒng)中，多處關(guān)鍵過(guò)程涉及到了多速率 處理，其中最重要的包括小區(qū)初搜過(guò)程中同步信息的抽取處理，和信道估計(jì)過(guò)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(gè)子載波(DC子載波除外)上，如圖l所示。 對(duì)于一個(gè)未知帶寬的系統(tǒng)而言，由于同步信息都是過(guò)采樣(OSR(過(guò)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(jì)(CHE， Channel Estimator)時(shí)，是在特定的資源粒子(RE， Resource Element)位置插入已知的參考信號(hào)(RS，Reference Signal)以計(jì)算該RE位置上 的信道估計(jì)，然后利用插值的方法來(lái)得到其它所有RE位置上的信道估計(jì)，如圖2所示。很 明顯原始的信道估計(jì)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(duì)于小區(qū)初搜的降采樣過(guò)程，LTE系統(tǒng)規(guī)定在SCH(Su卯lemental Channel，增補(bǔ)信 道)和PDSCH(Physical Downlink Shared Channel,物理下行共享信道)之間有5個(gè)子載 波，可以利用這5個(gè)子載波作為抗混疊濾波器的過(guò)渡帶，相對(duì)而言過(guò)渡帶比較窄；而對(duì)于信 道估計(jì)的升采樣過(guò)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(jì)多速率濾波器，實(shí)現(xiàn)時(shí)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(shí)現(xiàn)LTE系
統(tǒng)中的多速率處理，具有過(guò)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(jì)算效率高的優(yōu)點(diǎn)。 本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)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(duì)小區(qū)初搜過(guò)程中同步信息抽取降采樣處理的抗混疊濾波和信道估計(jì)過(guò) 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(wú)限沖激響應(yīng) IIR濾波器。 優(yōu)選的，當(dāng)過(guò)采樣倍數(shù)大于2時(shí)，所述無(wú)限沖激響應(yīng)IIR濾波器的多項(xiàng)表達(dá)式為
//(z卜J]Z一"'x&(Z") 其中，HK(ZM)是第K項(xiàng)的全通濾波器表達(dá)式，并且根據(jù)階數(shù)N和過(guò)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?cái)?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(jì)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(bǔ)償單元，用于在信道估計(jì)過(guò)程中對(duì)抗鏡像濾波后的序列進(jìn)行非線性補(bǔ)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(shí)現(xiàn)LTE系統(tǒng)中的多速 率處理，基于該算法實(shí)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(jì)的 限制，具有過(guò)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(jì) 算效率高的優(yōu)點(diǎn)。


為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)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L(zhǎng)TE系統(tǒng)中同步信息所在位置的示意圖； 圖2為L(zhǎng)TE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(shí)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(guò)程中同步信息抽取降采樣處理的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)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(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。 參照?qǐng)D3，示出了本發(fā)明一種多速率處理系統(tǒng)優(yōu)選實(shí)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(bǔ)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(duì)小區(qū) 初搜過(guò)程中同步信息抽取降采樣處理的抗混疊濾波和信道估計(jì)過(guò)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?cái)?shù)取值范圍為4至8比特，對(duì)所述乘法單元進(jìn)行低比特量化，能夠降低硬件實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度。 所述選擇單元，用于根據(jù)信道估計(jì)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(bǔ)償單元，用于在信道估計(jì)過(guò)程中對(duì)抗鏡像濾波后的序列進(jìn)行非線性補(bǔ)償。 LTE系統(tǒng)多速率處理對(duì)帶內(nèi)性能和過(guò)渡帶要求比較嚴(yán)格，因此要在保證硬件實(shí)現(xiàn)
復(fù)雜度不高的前提下，實(shí)現(xiàn)帶內(nèi)的近似線性相位和銳截止的過(guò)渡帶。 從而濾波器原型設(shè)計(jì)主要考慮以下幾點(diǎn) 1、濾波器階數(shù)N不小于7，從而保證銳截止的過(guò)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(jì)的復(fù)雜度。 3、盡量使N+l等于過(guò)采樣倍數(shù)的整數(shù)倍，從而便于多項(xiàng)分解。 4、將格型結(jié)構(gòu)上面的分支的第一個(gè)多通模型設(shè)計(jì)為一階，其他的設(shè)計(jì)為兩階模 型，從而保證帶內(nèi)近似線性相位。 參照?qǐng)D4、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(duì)應(yīng)[(N+l)/4] G Z，圖5所述結(jié)構(gòu)對(duì)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(duì)帶內(nèi)非線性相位比較敏感的特點(diǎn)，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(wú)限沖激響應(yīng)IIR濾波器。 當(dāng)采樣倍數(shù)大于2時(shí)，首先得到IIR濾波器原型的等效零點(diǎn)VBK(K = 1......N)
和等效極點(diǎn)VAK(K = 1......N)，然后得到IIR濾波器的多項(xiàng)式表達(dá)式 //(z) = ZZ—"x/^(ZM) 其中，HK(ZM)是第K項(xiàng)的全通濾波器表達(dá)式，并且根據(jù)階數(shù)N和過(guò)采樣倍數(shù)決定 HK(ZM)的階數(shù)。 當(dāng)過(guò)采樣倍數(shù)等于2時(shí)，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(gè)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(jì)算量和系統(tǒng)資源。 參照?qǐng)D6，示出了小區(qū)初搜過(guò)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(guò)采樣，其中最高的過(guò)采樣為16倍，對(duì)于抗混疊濾波器
設(shè)計(jì)而言，需要很低的截止頻率來(lái)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(zhǎng)的，因此降倍數(shù)為16的過(guò)程拆成8X和2X兩個(gè)降采樣過(guò)程；降采樣倍數(shù)為12的
過(guò)程拆成4X和3X兩個(gè)降采樣過(guò)程。 根據(jù)以上的分解，降采樣過(guò)程可以設(shè)計(jì)如下 1、設(shè)計(jì)基于波數(shù)算法的格型濾波器組，其中單個(gè)濾波器的截止頻率分別為 Ji /2 (半帶結(jié)構(gòu))、Ji /3 (三項(xiàng)濾波器)、Ji /4 (四項(xiàng)濾波器)、Ji /8 (八項(xiàng)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(guò)采樣倍數(shù)0SR < 10時(shí)，直接選取相應(yīng)的降采樣濾波器。 3、當(dāng)過(guò)采樣倍數(shù)0SR^ 10時(shí)，若0SR二 12，依次通過(guò)4X、3X降采樣濾波器；若0SR =16，依次通過(guò)8X、2X降采樣濾波器。
對(duì)于信道估計(jì)過(guò)程中序列插值的升采樣處理說(shuō)明如下 LTE系統(tǒng)規(guī)定原始的信道估計(jì)結(jié)果是6倍欠采樣的，因此插值濾波器都是基于6倍 過(guò)采樣多速率設(shè)計(jì)，將濾波器設(shè)計(jì)為6項(xiàng)的多項(xiàng)濾波器。 考慮到實(shí)際信道中多徑的影B向，設(shè)計(jì)K個(gè)截止頻率的原型濾波器，選擇單元根據(jù) 信道估計(jì)得到的多徑的位置，選擇合適的截止頻率。 由于信道估計(jì)的原始序列沒(méi)有進(jìn)行脈沖成型，而且序列的長(zhǎng)度有限，特別當(dāng)帶寬 很窄的情況下，插值濾波過(guò)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(bǔ)償單元進(jìn)行補(bǔ)償。 1、首先判斷序列第一個(gè)采樣點(diǎn)占滿幅值的比例F = abs(x(l)/FS)，設(shè)定補(bǔ)償門限 X，當(dāng)F《X時(shí)不需要做補(bǔ)償；當(dāng)F > X時(shí)則需要進(jìn)行補(bǔ)償。 2、根據(jù)濾波器的階數(shù)N確定補(bǔ)償長(zhǎng)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(zhǎng)度。
3、采用基于最小二乘的2階多項(xiàng)式擬合的辦法進(jìn)行補(bǔ)償；
4、對(duì)序列的尾部進(jìn)行同樣的補(bǔ)償過(guò)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(shí)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(duì)小區(qū)初搜過(guò)程中同步信息抽取降采樣處理的抗混疊濾波和信道估計(jì)過(guò)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(wú)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(guò)采樣倍數(shù)大于2時(shí)，所述 無(wú)限沖激響應(yīng)IIR濾波器的多項(xiàng)表達(dá)式為其中，HK(ZM)是第K項(xiàng)的全通濾波器表達(dá)式，并且根據(jù)階數(shù)N和過(guò)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?cái)?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(xiàng)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(jì)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(bǔ)償單元，用于在信道估計(jì)過(guò)程中對(duì)抗鏡像濾波后的序列進(jìn)行非線性補(bǔ)償。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)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(duì)小區(qū)初搜過(guò)程中同步信息抽取降采樣處理的抗混疊濾波和信道估計(jì)過(guò)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(shí)現(xiàn)LTE系統(tǒng)中的多速率處理，具有過(guò)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(jì)算效率高的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H04L25/03GK101729469SQ20091024122
公開(kāi)日2010年6月9日 申請(qǐng)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(qǐng)人:北京天碁科技有限公司