匹配濾波器復(fù)用裝置及數(shù)字通信接收機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及數(shù)字信號處理領(lǐng)域，尤其涉及匹配濾波器復(fù)用裝置及數(shù)字通信接 收機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著計算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，數(shù)字信號處理已成為一個重要的領(lǐng)域。目前，CMOS集 成電路技術(shù)已進(jìn)入亞微米階段，數(shù)字濾波器作為數(shù)字信號處理重要分支之一，是語音、圖像 信號處理以及數(shù)字通信中廣泛使用的一種部件。由于數(shù)字濾波器中包括了大量的運算，因 此在力求高性能的同時，還要求能夠充分利用硬件資源、減少面積，這是目前較為引人注目 的一個研究課題。
[0003] 如圖1所示，為現(xiàn)有技術(shù)中典型的數(shù)字通信接收機(jī)的框圖，該數(shù)字通信接收機(jī)包 括：模擬正交混頻器101、模數(shù)轉(zhuǎn)換器102、帶通濾波模塊103、數(shù)字變頻器104、低通濾波 模塊105、匹配濾波模塊106、判決模塊107和數(shù)字鎖相環(huán)108,其中，模數(shù)轉(zhuǎn)換器102為兩 個，分別對應(yīng)于框圖中的I和Q兩路信號，帶通濾波模塊103包括兩個帶通濾波器（Band PassFilter，簡寫：BPF)，低通濾波模塊105包括兩個低通濾波器（LowPassFilter，簡寫： LPF)。信號通過模擬正交混頻器101進(jìn)行正交混頻后，輸出兩路信號I和Q;1和Q兩路信 號分別進(jìn)入模數(shù)轉(zhuǎn)換器102,模數(shù)轉(zhuǎn)換器102用于對信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換得到對應(yīng)的數(shù)字信 號；然后帶通濾波模塊103中的兩個BPF用于對I和Q兩路數(shù)字信號進(jìn)行同時濾波，濾除信 號的帶外干擾，兩個BPF的濾波參數(shù)相同，濾波參數(shù)具體可以為BPF濾波器的傳輸函數(shù)和工 作頻率等；數(shù)字變頻器104用于對I和Q兩路中頻信號進(jìn)行變頻處理，得到基帶信號；低通 濾波模塊105中的兩個LPF用于對數(shù)字變頻器104輸出的I和Q兩路信號進(jìn)行低通濾波， 濾除信號的帶外干擾，然后I路信號進(jìn)入匹配濾波模塊106,同時I和Q信號進(jìn)入數(shù)字鎖相 環(huán)108 ;數(shù)字鎖相環(huán)108根據(jù)I和Q兩路信號的相位調(diào)節(jié)輸入到數(shù)字變頻器104中本地載 波的相位，實現(xiàn)本地載波的相位與I路信號的相位同步；匹配濾波模塊106用于使信號輸出 信噪比在某一特定時刻達(dá)到最大，從而便于實現(xiàn)最佳判決；判決模塊107用于輸出判決后 的二進(jìn)制信號。
[0004] 在實際應(yīng)用中，通信系統(tǒng)可能需要支持信號的多種傳輸速率進(jìn)行傳輸，此時就需 要在匹配濾波模塊106中根據(jù)信號的不同的傳輸速率設(shè)計多個匹配濾波器，實現(xiàn)信號在不 同的傳輸速率時對信號進(jìn)行匹配濾波，例如：假設(shè)通信系統(tǒng)采用二進(jìn)制相移鍵控（Binary PhaseShiftKeying，簡稱：BPSK)調(diào)制，信號有四種傳輸速率，這四種傳輸速率分別為： 106kbit/s、212kbit/s、424kbit/s和848kbit/s，則設(shè)計中在硬件上需要匹配濾波模塊106 包括4個對應(yīng)4種傳輸速率的匹配濾波器，在信號傳輸過程中，通信系統(tǒng)根據(jù)信號的當(dāng)前傳 輸速率選擇其中的一個匹配濾波器完成匹配濾波。
[0005] 如圖2所示，為匹配濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖，在該圖中，設(shè)一個符號周期內(nèi)的采樣點 數(shù)為N，則匹配濾波器中有N個延時單元Z\求和模塊21可對進(jìn)入求和模塊21的N個延時 單元Z1求和，然后進(jìn)入求平均模塊22中求出平均值，例如：N個延時單元Z1進(jìn)入求和模塊 21中求和為sum，則在求平均模塊22中得到平均值為（sum+N)，根據(jù)匹配濾波器的原理， 對于二進(jìn)制非歸零序列，當(dāng)發(fā)送信號s(t)為0和1時，匹配濾波器的單位沖擊響應(yīng)為h(t) =s(T-t)，所以匹配濾波器在相應(yīng)的離散域中可以是系數(shù)為1的有限長單位沖激響應(yīng)濾波 器，具體可以通過一個簡單的移位平均操作實現(xiàn)。
[0006] 如圖3所示，為現(xiàn)有技術(shù)中匹配濾波模塊106工作的一個具體實例，在該圖中， 設(shè)匹配濾波模塊106的工作頻率為13. 56MHz，若通信系統(tǒng)中的信號有上述四種傳輸速率： 106kbit/s、212kbit/s、424kbit/s和 848kbit/s，根據(jù)公式N= 13. 56e6/Rb-l，其中Rb為 信號的傳輸速率，則可計算出：當(dāng)信號的傳輸速率為l〇6kbit/s時，N= 13. 56e6/106e3-l =127 ;當(dāng)信號的傳輸速率為212kbit/s時，N= 13. 56e6/212e3-l= 63 ;當(dāng)信號的傳輸 速率為 424kbit/s時，N= 13. 56e6/424e3-l= 31 ;當(dāng)信號的傳輸速率為 848kbit/s，N= 13. 56e6/848e3-l= 15。所以需要4個對應(yīng)信號的4種傳輸速率的匹配濾波器，考慮到可 以對延時單元Z1復(fù)用，所以可以采用N= 127的匹配濾波模塊106,在圖3中，該N= 127 的匹配濾波模塊106中包括4個匹配濾波器，可實現(xiàn)在信號的4種不同傳輸速率下對信號 進(jìn)行匹配濾波，即前15個延時單元Z1組成的匹配濾波器實現(xiàn)在傳輸速率為848kbit/s時 對信號進(jìn)行匹配濾波，前31個延時單元Z1組成的匹配濾波器實現(xiàn)在傳輸速率為424kbit/ s時對信號進(jìn)行匹配濾波，前63個延時單元Z1組成的匹配濾波器實現(xiàn)在傳輸速率為 212kbit/s時對信號進(jìn)行匹配濾波，前127個延時單元Z1組成的匹配濾波器實現(xiàn)在傳輸速 率為106kbit/s時對信號進(jìn)行匹配濾波。在應(yīng)用中，通信系統(tǒng)根據(jù)信號的當(dāng)前傳輸速率在 圖3的開關(guān)K處選擇相應(yīng)的匹配濾波器，并輸出結(jié)果。
[0007] 可見，在現(xiàn)有技術(shù)中，為了在信號的不同傳輸速率時實現(xiàn)對信號的匹配濾波，需要 多個匹配濾波器，造成了硬件資源的浪費，使得芯片的面積比較大。 【實用新型內(nèi)容】
[0008] 本實用新型提供一種匹配濾波器復(fù)用裝置及數(shù)字通信接收機(jī)，用以在一個匹配濾 波器中實現(xiàn)對不同傳輸速率的信號的匹配濾波，節(jié)省硬件資源，減小芯片面積。
[0009] 本實用新型提供一種匹配濾波器復(fù)用裝置，包括：
[0010] 工作頻率選取模塊，用于對時鐘頻率進(jìn)行分頻，生成兩個以上可選工作頻率，根據(jù) 信號的當(dāng)前傳輸速率，從所述兩個以上可選工作頻率中選取當(dāng)前工作頻率；
[0011] 匹配濾波器，用于根據(jù)所述當(dāng)前工作頻率，對所述信號進(jìn)行匹配濾波。
[0012] 本實用新型還提供一種數(shù)字通信接收機(jī)，包括：
[0013] 模擬正交混頻器；
[0014] 模數(shù)轉(zhuǎn)換器，與所述模擬正交混頻器連接；
[0015] 帶通濾波模塊，與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接；
[0016] 數(shù)字變頻器，與所述帶通濾波模塊連接；
[0017] 低通濾波模塊，與所述數(shù)字變頻器連接；
[0018] 前述的匹配濾波器復(fù)用裝置，與所述低通濾波模塊連接；
[0019] 判決模塊，與所述匹配濾波復(fù)用裝置連接。
[0020] 在本實用新型中，通過工作頻率選取模塊對時鐘頻率進(jìn)行分頻，生成兩個以上可 選工作頻率，根據(jù)信號的當(dāng)前傳輸速率，從兩個以上可選工作頻率中選取當(dāng)前工作頻率，然 后在匹配濾波器中根據(jù)當(dāng)前工作頻率對信號進(jìn)行匹配濾波，這樣，通過改變匹配濾波器的 工作頻率實現(xiàn)濾波器的復(fù)用，即采用一個匹配濾波器實現(xiàn)在不同的工作頻率下對不同傳輸 速率的信號的匹配濾波，可以節(jié)省硬件資源，減小芯片面積。
【附圖說明】
[0021] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中典型的數(shù)字通信接收機(jī)的框圖；
[0022] 圖2為匹配濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3現(xiàn)有技術(shù)中匹配濾波模塊106工作的一個具體實例；
[0024] 圖4為本實用新型匹配濾波器復(fù)用裝置實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025] 圖5為本實用新型匹配濾波器復(fù)用裝置實施例的第一實例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026] 圖6為本實用新型匹配濾波器復(fù)用裝置實施例的第二實例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027] 圖7為本實用新型匹配濾波器復(fù)用裝置實施例的第三實例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖8為本實用新型數(shù)字