專利名稱：用預(yù)定的濾波器系數(shù)的數(shù)字濾波器和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及通信裝置。本發(fā)明更具體地，涉及用于通信裝置的數(shù)字濾波器。
在當(dāng)前通信裝置中，數(shù)字濾波器由于它們的易于實現(xiàn)、高效的運行和良好的性能而被喜愛。這種濾波器能用框架元件如數(shù)字信號處理器(DSP)建立，用數(shù)字邏輯元件常規(guī)設(shè)計或用基于查表技術(shù)的只讀存貯器(ROM)實現(xiàn)。許多功能可用這種數(shù)字濾波器實現(xiàn)。
數(shù)字濾波器的一個具體的應(yīng)用是在通信裝置中，如無線電話手機(jī)。濾波器被用于在無線電話濾波接收的和發(fā)射的信號。無線電話手機(jī)被用于通信系統(tǒng)中，如與一個或多個固定的基站無線電通信的蜂窩電話系統(tǒng)。通信根據(jù)預(yù)定義的協(xié)議，如時分多址(TDMA)或碼分多址(CDMA)。
根據(jù)用于CDMA通信的EIA/TIA標(biāo)準(zhǔn)IS-95運行的無線電話手機(jī)必須在發(fā)射的同相和正交相位碼片序列上執(zhí)行基帶濾波運行，以限制發(fā)射鄰信道干擾和字符間干擾。這個標(biāo)準(zhǔn)要求測量的、采樣的脈沖響應(yīng)匹配規(guī)定的均方誤差不大于3％的濾波器系數(shù)(48非零值)。另外，測量的頻率響應(yīng)必須在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限度內(nèi)。這些限度包括有至少40dB的阻帶衰減和不大于3dB的通帶波動。濾波器用4.9152MHz的時鐘速率；系數(shù)間隔碼片時間(0.20345μs)的1/4。導(dǎo)致的濾波器的存貯器長度是12碼片間隔。
以前在開發(fā)提供這種性能的數(shù)字濾波器的償試產(chǎn)生了在門數(shù)和功耗兩方面都不可接受的解決方案。門數(shù)指用于濾波器中的邏輯門數(shù)，且是在設(shè)計集成電路中所需硅面積的測量值。類似的用較少門的設(shè)計生產(chǎn)較便宜。功耗也正比于門數(shù)。在消費品-如無線電話手機(jī)中最小化產(chǎn)品成本和功耗，且因此最大化電池供電的談話時間和待機(jī)時間，極其重要。
在一個實施方案中，用通用的有乘法累加功能的DSP，這個濾波器的實現(xiàn)共需要每時鐘周期24個乘法累加功能。在濾波器4.9152MHz的時鐘速率，這個DSP需要118MIPS(每秒百萬指令)。在無線電話手機(jī)中，在合理的成本和功率消耗水平，這種性能水平是不可達(dá)到的。
另一實施方案用基于映射12碼片輸入序列為8位輸出字的查詢表方法的ROM(只讀存貯器)。根據(jù)IS-95標(biāo)準(zhǔn)，由于每個輸入碼片能有三個值(+1，-1，和0)，結(jié)果ROM尺寸是312(531，441)8位的字。這種ROM的尺寸大于300,000等效門，對在無線電話手機(jī)中實現(xiàn)是太大了。
本發(fā)明的目的是提供一種數(shù)字濾波器及濾波方法，以減少門數(shù)和功率消耗水平實現(xiàn)描繪的濾波器。
本發(fā)明提供一種數(shù)字濾波器，用于濾波輸入信號和產(chǎn)生濾波的信號，所述數(shù)字濾波器包括輸入端，用于接收輸入信號；系數(shù)存貯電路，用于存貯一組預(yù)組合的系數(shù)；選擇電路，耦合到所述輸入端和所述系數(shù)存貯電路，以響應(yīng)所述輸入信號，從所述一組預(yù)組合的系數(shù)中選擇適當(dāng)?shù)念A(yù)組合的系數(shù)；和組合電路，耦合到所述選擇電路，以組合所述適當(dāng)?shù)念A(yù)組合的系數(shù)來產(chǎn)生所述濾波的信號。
本發(fā)明提供一種根據(jù)預(yù)定的濾波器系數(shù)濾波數(shù)字信號的方法，其中所述方法包括步驟存貯預(yù)組合的系數(shù)，所述預(yù)組合的系數(shù)從所述預(yù)定的濾波器系數(shù)形成；接收對應(yīng)于所述數(shù)字信號的輸入流；響應(yīng)所述輸入流，選擇一組預(yù)組合的系數(shù)；和組合所述一組預(yù)組合的系數(shù)，以產(chǎn)生濾波的信號。
本發(fā)明的優(yōu)點是降低濾波器的復(fù)雜程度和功率消耗。
附圖簡要說明

圖1是通信裝置的運行框圖；圖2是用于圖1的通信裝置中的有限沖激響應(yīng)數(shù)字濾波器的運行框圖；圖3是到圖2的有限沖激響應(yīng)數(shù)字濾波器的示例的輸入碼片序列；圖4是用于圖2中的有限沖激響應(yīng)數(shù)字濾波器的選擇器的運行框圖；和圖5是描繪用于圖2的有限沖激響應(yīng)數(shù)字濾波器的一實施方案的濾波器多路邏輯表；和圖6描繪根據(jù)本發(fā)明的實施方案的兩個濾波器的脈沖響應(yīng)。
現(xiàn)參照圖1，它示出通信裝置100的運行框圖。通信裝置100可在任何合適的系統(tǒng)中運行，但將具體描繪為運行在關(guān)聯(lián)于根據(jù)EIA/TIA臨時標(biāo)準(zhǔn)IS-95的CDMA通信系統(tǒng)中。在這種系統(tǒng)中，通信裝置100被實現(xiàn)為配置與一個或多個遠(yuǎn)端基站射頻(RF)通信的移動站或無線電話手機(jī)。通信根據(jù)IS-95協(xié)議。通信裝置100包括天線102，接收機(jī)部分104，發(fā)射機(jī)部分106，控制器107和用戶接口122。
接收機(jī)部分104包括射頻前端109，模數(shù)轉(zhuǎn)換器108，瑞克(RAKE)接收機(jī)110，和解碼器120。瑞克接收機(jī)110包括第一解調(diào)器分支112，第二解調(diào)器分支114，第三解調(diào)器分支116，和合并器118。天線102發(fā)送和接收RF信號到和自基站(未示出)。在天線102接收的RF信號由射頻前端109濾波和變頻(下變)到中頻(IF)信號。在模數(shù)轉(zhuǎn)換器108中，IF信號從模擬信號被轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)或其它處理。
在瑞克接收機(jī)110中，來自瑞克接收機(jī)110的每個解調(diào)器分支或指的輸出字符由組合器118組合，它形成接收的信號。組合器118向解碼器120提供接收的信號。解碼器120可是維特比解碼器或另一類卷積解碼器或其它任何合適的解碼器。解碼器120恢復(fù)在RF信號上發(fā)送的數(shù)據(jù)，并輸出數(shù)據(jù)到控制器107。
控制器107格式化數(shù)據(jù)成為可識別聲音或信息，以由用戶接口122使用?？刂破?07被電耦合到通信裝置100的其它部件，以接收控制信息和提供控制信號。控制連線未在圖1中示出，以免使圖過于復(fù)雜?？刂破?07典型地包括微處理器和存貯器。用戶接口122傳遞接收到的信息或聲音到用戶。典型地，用戶接口122包括顯示器、袖珍鍵盤、揚聲器和麥克風(fēng)。
當(dāng)從通信裝置100到遠(yuǎn)端基站傳輸射頻信號時，用戶接口122發(fā)送用戶輸入數(shù)據(jù)到控制器107?？刂破?07格式化從用戶接口122獲得的發(fā)射信息，并傳送到發(fā)射機(jī)部分106，以轉(zhuǎn)換為調(diào)制的RF信號。
發(fā)射機(jī)部分106包括編碼器126，有限沖激響應(yīng)(FIR)數(shù)字濾波器128，數(shù)模轉(zhuǎn)換器或DAC130，第一模擬濾波器132，第二模擬濾波器134，正交調(diào)制器136和時鐘發(fā)生器138。編碼器126編碼從控制器接收的發(fā)射信息，包括分解信息為同相數(shù)據(jù)和正交相位數(shù)據(jù)，并向數(shù)字濾波器128提供發(fā)射信息。在優(yōu)選的實施方案中，發(fā)射信息包括對應(yīng)于同相數(shù)據(jù)的輸入碼片序列和對應(yīng)于正交相位數(shù)據(jù)的輸入碼片序列。輸入碼片序列包括碼片或采樣，它們?nèi)?biāo)為+1和-1的值。
編碼器126向數(shù)字濾波器128的使能輸入端127提供使能信號以控制數(shù)字濾波器128的運行。在優(yōu)選的實施方案中，使能信號包括一序列使能信號值。每個使能信號值對應(yīng)于同相碼片和正交相位碼片。當(dāng)使能信號有第一值時，如邏輯1，數(shù)字濾波器128運行，以濾波輸入碼片序列。當(dāng)使能信號有第二值時，如邏輯0，數(shù)字濾波器128在濾波這些序列之前，指定0值給同相和正交相位輸入碼片。數(shù)字濾波器128以將在下文描繪的方法濾波從編碼器126接收的發(fā)射信息作為輸入信號，并提供結(jié)果給DAC130作為濾波的信號。
時鐘發(fā)生器138向數(shù)字濾波器128的濾波器的時鐘輸入端129提供時鐘信號。這些時鐘信號包括優(yōu)選1.2288MHz的碼片時鐘，和用于數(shù)手濾波器128的濾波器時鐘。在優(yōu)選的實施方案中，濾波器時鐘以碼片時鐘的倍數(shù)提供，如4倍或8倍碼片時鐘速率。
控制器107向數(shù)字濾波器128的輸入端131提供采樣號或索引1。輸入碼片序列優(yōu)選由因子N過采樣，N優(yōu)選4。即每個輸入碼片被采樣N次。采樣號1指示N個采樣中的哪個被提供給數(shù)字濾波器128。
DAC130從數(shù)字形態(tài)轉(zhuǎn)換濾波的信號到模擬形態(tài)，并向第一模擬濾波器132和第二模擬濾波器134提供模擬濾波的信號。DAC130向第一模擬濾波器132提供同相模擬信息，并向第二模擬濾波器134提供正交相位模擬信息。模擬濾波后，同相和正交相位信號被提供給正交調(diào)制器調(diào)制、功率放大和上變到合適的RF信號頻率。RF信號被傳送到天線102并被發(fā)射。
圖2示出用于圖1的無線電話通信裝置100的數(shù)字濾波器200的框圖。數(shù)字濾波器200被配置用于濾波輸入信號并產(chǎn)生濾波的信號。數(shù)字濾波器200包括接收輸入信號的輸入端202，接收使能信號的使能輸入端203，和時鐘輸入端205。數(shù)字濾波器200還包括第一移位寄存器204，第二移位寄存器206，第三移位寄存器208，多路器210，選擇電路212，組合電路214和系數(shù)存貯電路216。在優(yōu)選的實施方案中，在輸入端202接收的輸入信號是包括同相輸入采樣或碼片和正交相位輸入采樣或碼片的輸入流。
數(shù)學(xué)地描繪，數(shù)字濾波器200實現(xiàn)下列方程(1)y(i)=Σk=047b(i-k)×h(k)]]>這里b(i)是輸入碼片序列，h(k)是第k個濾波器系數(shù)和y(i)是濾波器輸出序列。k個濾波器系數(shù)是48個預(yù)定的有1/4的碼片抽頭間隔的非零值，如IS-95規(guī)范所特定。
圖3描繪到數(shù)字濾波器200的示例的輸入碼片序列300。輸入碼片序列b(i)能取值+1，-1，或0。碼片速率是1.2288MHz。因為抽頭間隔是碼片周期的1/4，輸入碼片序列由N＝4的因子過采樣，，意味著每個輸入碼片包括1個有值的輸入采樣和N-1＝3個0值的采樣。有值的輸入采樣能有預(yù)定值數(shù)之一，具體地，值+1，-1，或0之一。因此，在圖3中，輸入碼片序列300包括跟著3個0值采樣，采樣304、采樣306和采樣308的第一有值的采樣302。輸入碼片序列300還包括跟著3個0值采樣，采樣312、采樣314和采樣316的第二有值的采樣310。在通信裝置100(圖1)中實現(xiàn)的濾波器接收兩個這種輸入碼片序列，一為同相數(shù)據(jù)，一為正交相位數(shù)據(jù)。
對同相(I)信道和正交相位(Q)信道，由上述方程(1)定義的濾波器的平滑實現(xiàn)將需要48個乘法器加48-輸入加法器。根據(jù)本發(fā)明，為減少濾波器的復(fù)雜性和減少元件成本和功率消耗，為實現(xiàn)這個濾波器作出了設(shè)計減化。
第一，許多濾波器硬件是在I信道和Q信道之間時分。這以必須運行濾波器在兩倍時鐘速率、或八倍碼片速率、或9.8304MHz的代價減少實現(xiàn)濾波器需要的邏輯門的數(shù)目和關(guān)聯(lián)的功率消耗。
第二，因為輸入碼片序列b(i)只能取值+1，-1，或0，濾波器系數(shù)是與、與非或設(shè)為0。其結(jié)果，根據(jù)本發(fā)明，用于形成乘法器的邏輯門被從濾波器中省略。
第三，因為輸入序列被因子4過采樣，在每個采樣瞬間，將只有12個非零期間。對每個新輸入碼片bi，四輸出采樣將被產(chǎn)生(2)y(l)=Σi=011bi×h(l+4i)]]>其中l(wèi)＝0，1，2，3...代表在碼片間的采樣號。結(jié)果是，代替48-輸入加法器，需要12-輸入加法器。
最后，根據(jù)本發(fā)明，輸入系數(shù)對被預(yù)組合。預(yù)組合允許加法器由多路器和一些簡單的組合邏輯取代。例如，考慮由于兩個非零的輸入的輸出。輸出Y0將是常量，它是兩個濾波器系數(shù)的和、差、與非或非差之一(3)y0＝b0h(0)+b1h(4)＝h(0)+h(4) 如果b0，b1＝+1，+1＝h(0)-h(4) 如果b0，b1＝+1，-1＝-[h(0)+h(4)]如果b0，b1＝-1，-1＝-[h(0)-h(4)]如果b0，b1＝-1，+1對其它輸出作類似的簡化。預(yù)組合的系數(shù)可被存貯在存貯器或建立為到適當(dāng)?shù)倪壿嬰娖降挠簿€連接，進(jìn)一步減少了所需的門數(shù)。這些簡化的結(jié)果是求和Y(1)的12-輸入加法器能被6-輸入加法器加一些多路邏輯取代。因為有常數(shù)輸入的多路器比全加器需要較少的門，以這種方法預(yù)組合系數(shù)導(dǎo)致門數(shù)和所需的硅面積的減少。
再參照圖2，第一移位寄存器204被耦合到輸入端202，以接收同相輸入采樣，形成同相采樣存貯電路，以存貯同相輸入采樣。類似地，第二移位寄存器206被耦合到該輸入端，以接收正交相位輸入采樣，形成正交相位采樣存貯電路，以存貯正交相位輸入采樣。第三移位寄存器208形成耦合到使能輸入端203的使能信號存貯電路，以存貯使能信號采樣。每個移位寄存器由在時鐘輸入端205接收的時鐘信號定時。因此在存貯在第三移位寄存器208中的使能信號采樣和存貯在第一移位寄存器204中的同相輸入采樣和存貯在第二移位寄存器206中的正交相位輸入采樣之間有時間對應(yīng)。
響應(yīng)在I/Q輸入端211接收的控制信號，多路器210選擇地耦合第一移位寄存器204和第二移位寄存器206之一到選擇電路212?？刂菩盘栍煽刂破?07(圖1)或其它任何合適的源提供。以這種方法，選擇電路212和組合電路214由同相采樣存貯電路和正交相位采樣存貯電路共享，以產(chǎn)生濾波的信號。這種同相和正交相位信道之間的硬件共享顯著地減少實現(xiàn)數(shù)字濾波器200所需的門數(shù)和硅面積和關(guān)聯(lián)的電流漏。
系數(shù)存貯電路216存貯一組預(yù)組合的系數(shù)。在優(yōu)選的實施方案中，預(yù)組合的系數(shù)從由IS-95CDMA規(guī)范定義的濾波器系數(shù)形成。然而，根據(jù)其它濾波器設(shè)計要求，預(yù)組合的系數(shù)能從其它預(yù)定義的系數(shù)合適地形成。預(yù)組合的系數(shù)以如下描繪的方法從濾波器系數(shù)形成。在優(yōu)選的實施方案中，系數(shù)存貯電路216被配置以存貯濾波器系數(shù)及預(yù)組合的系數(shù)。系數(shù)存貯電路216可以任何合適的方法，包括在存貯器中，存貯預(yù)組合的系數(shù)(和濾波器系數(shù))。在優(yōu)選的實施方案中，系數(shù)存貯電路包括到提供存貯的預(yù)組合的系數(shù)的適當(dāng)?shù)倪壿嬰娖降挠簿€連接。硬線系數(shù)最小化系數(shù)存貯電路216所需的門數(shù)和硅面積。
選擇電路212通過第一移位寄存器204、第二移位寄存器206、多路器210和系數(shù)存貯電路216被耦合到輸入端202，以響應(yīng)在輸入端202接收的輸入信號，從這組預(yù)組合的系數(shù)選擇適當(dāng)?shù)念A(yù)組合的系數(shù)。輸入采樣被存貯為在第一移位寄存器204中的同相輸入采樣和在第二移位寄存器206中的正交相位輸入采樣。選擇電路212包括一組選擇器，如選擇器220、選擇器222、和選擇器224。每個選擇器有耦合到輸入端202的選擇輸入端，以接收一個或多個輸入采樣。到選擇器的輸入值從由多路器210從存貯的輸入值選擇。選擇器的結(jié)構(gòu)和運行將在下文中聯(lián)系圖4描繪。在優(yōu)選的實施方案中，選擇電路212包括6個選擇器。如圖2所指出的，每個選擇器接收作為輸入的兩bi值和兩使能值。選擇電路212從系數(shù)存貯電路216選擇一群或預(yù)定數(shù)的預(yù)組合的系數(shù)。
參照圖4，選擇器400包括多路器402，運算框404和邏輯框406。邏輯框406接收作為輸入的一個或多個從輸入端提供給選擇器400的輸入采樣。在優(yōu)選的實施方案中，每個輸入采樣b2i和b2i+1是兩位輸入，包括輸入采樣值b2i和關(guān)聯(lián)的使能信號值。邏輯框406接收輸入采樣b2i和b2i+1和采樣號1。響應(yīng)輸入采樣，邏輯框406向多路器402提供控制信號。邏輯框406可包括完成這個功能所需的任何適當(dāng)?shù)碾娐贰?br> 多路器402的輸入端被耦合到系數(shù)存貯電路216(圖2)。響應(yīng)控制信號，多路器402選擇在輸入端之一的預(yù)組合系數(shù)，如圖4所示，并向多路器402的輸出端408提供選擇的預(yù)組合系數(shù)。在優(yōu)選的實施方案中，系數(shù)存貯電路216存貯濾波器系數(shù)及預(yù)組合的系數(shù)。在這種實施方案中，多路器402選擇濾波器系數(shù)或預(yù)組合的系數(shù)，并提供它到輸出端408。如上所述，在優(yōu)選的實施方案中，預(yù)組合的系數(shù)和濾波器系數(shù)是在多路器402的輸入端被硬線連接。
也如所述，輸入信號優(yōu)選由因子N過采樣，以便每個輸入采樣包括有值的輸入采樣和N-1個0值輸入采樣。N優(yōu)選4，但可是任何值。在圖4中，l被提供給邏輯框406且作為過采樣值的索引或采樣號。因此，響應(yīng)從第一移位寄存器204和第二移位寄存器206(圖2)接收的存貯的輸入采樣和采樣號1，包括選擇器400的選擇電路212選擇適當(dāng)?shù)念A(yù)組合的系數(shù)。采樣號1是指示N-1個0值采樣的影響的時間參考。
運算框404被耦合到多路器402，以響應(yīng)在運算框404的輸入端410接收的控制信號，選擇地非、規(guī)零或傳過在多路器402的輸出端408提供的未變的預(yù)組合的系數(shù)(或濾波器系數(shù))。在優(yōu)選的實施方案中，每個輸入采樣b2i和b2i+1是兩位輸入，包括用于輸入采樣值b2i或b2i+1的一位和用于關(guān)聯(lián)的使能信號值的一位。當(dāng)在使能輸入端203接收的使能信號有預(yù)定的不使能值時，運算框404提供零值。對于定時進(jìn)入第一移位寄存器204和第二移位寄存器206的每個輸入采樣或碼片，對應(yīng)的使能采樣被定時進(jìn)入第三移位寄存器208。因此，選擇器提供濾波器系數(shù)、濾波器系數(shù)的非、預(yù)組合的系數(shù)、預(yù)組合的系數(shù)的非和零值之一到組合電路。當(dāng)輸入信號包括有值+1，-1和0的三值輸入采樣時，這個實施方案和使能信號被使用。
在另一實施方案中，輸入信號包括有值+1和-1的二值輸入采樣。運算框提供預(yù)組合的系數(shù)、預(yù)組合的系數(shù)的非之一到組合電路214(圖2)。由于預(yù)組合的系數(shù)是兩濾波器系數(shù)的和、差、與非、差非，提供運算框404減少必須被存貯在系數(shù)存貯電路216的值的數(shù)目。僅和和差必須被存貯，且由運算框404進(jìn)行非。運算框404可包括任何實現(xiàn)所描繪的功能需要的電路。
圖5描繪用于數(shù)字濾波器200的兩實施方案的濾波器多路邏輯。在優(yōu)選的實施方案中，這里描繪為“方案A”，數(shù)字濾波器200提供全部發(fā)送濾波器功能，包括適當(dāng)?shù)耐话l(fā)脈沖序列模式性能。在發(fā)射機(jī)部分106(圖1)斜升和斜降期間，一串零值將被輸入到濾波器。結(jié)果是，必需輸出各個濾波器系數(shù)。因此，在這個優(yōu)選的實施方案中，各個濾波器系數(shù)被存貯在系數(shù)存貯電路216中。響應(yīng)輸入采樣，選擇器提供濾波器系數(shù)、濾波器系數(shù)的非、預(yù)組合的系數(shù)、預(yù)組合的系數(shù)的非和零值之一。因為根據(jù)IS-95CDMA標(biāo)準(zhǔn)的運行實際是突發(fā)的，對用于根據(jù)該CDMA標(biāo)準(zhǔn)的運行的通信裝置如通信裝置100的濾波器，這個實施方案被優(yōu)選。這個實施方案必需的濾波器多路邏輯被示于圖5的標(biāo)為“方案A”的表的列中。
在另一實施方案中，以降低突發(fā)脈沖序列模式性能的代價，提供根據(jù)本發(fā)明的數(shù)字濾波器的另外的尺寸減少。這個實施方案必須的濾波器多路邏輯被示于圖5的標(biāo)為“方案B”的表的列中。如這里所描繪，這個實施方案只用和、差和零常數(shù)。不用各個濾波器系數(shù)，因此，不需要被存貯在系數(shù)存貯電路216中。
雖然這個實施方案有如優(yōu)選的實施方案‘方案A’同樣穩(wěn)定狀態(tài)性能，相對于方案A的瞬態(tài)響應(yīng)，方案B的瞬態(tài)響應(yīng)略微變壞。圖6描繪根據(jù)本發(fā)明的兩濾波器實施方案的脈沖響應(yīng)。第一脈沖響應(yīng)602描繪理想脈沖響應(yīng)，它是根據(jù)方案A的濾波器的優(yōu)選實施方案提供的脈沖響應(yīng)。第二脈沖響應(yīng)604描繪變壞的脈沖響應(yīng)，它由根據(jù)方案B的另一實施方案的濾波器提供的脈沖響應(yīng)。第二脈沖響應(yīng)604展示略微的瞬態(tài)誤差。這個瞬態(tài)誤差由描繪于圖5的表中的多路邏輯最小化，且由根據(jù)本發(fā)明在通信裝置100(圖1)中數(shù)字濾波器128之后的模擬濾波器132、134減少。這個另一實施方案適合于用不是時分復(fù)用的或能允許略微變壞的斜升和斜降性能的數(shù)字濾波器的系統(tǒng)。
再參照圖4，來自每個選擇器400的每個多路器402組合在一起形成一組多路器，每個多路器選擇一個預(yù)定數(shù)的預(yù)組合的系數(shù)，如六個預(yù)組合的系數(shù)，每個多路器有耦合到系數(shù)存貯電路216的硬線連接的輸入端，和耦合到同相采樣存貯電路和正交相位采樣存貯電路的選擇器輸入端，以接收存貯的同相輸入采樣和存貯的正交相位輸入采樣。來自每個選擇器400的每個運算框404組合形成一組運算框，響應(yīng)存貯的同相輸入采樣和存貯的正交相位輸入采樣，每個運算框耦合到各個多路器以選擇地非一個預(yù)組合的系數(shù)。
組合電路214被耦合到選擇電路212，以組合適當(dāng)?shù)念A(yù)組合的系數(shù)來在濾波器輸出端230產(chǎn)生濾波的信號。組合電路214優(yōu)選6-輸入加法器，但可是適合于組合一組預(yù)組合的系數(shù)到產(chǎn)生的濾波的信號的任何電路。
如上所述，本發(fā)明提供適用于突發(fā)脈沖序列模式通信應(yīng)用的數(shù)字濾波器和方法。數(shù)字濾波器提供比以前的實施方案顯著地減少的門數(shù)和功率消耗水平。這些優(yōu)點由預(yù)組合濾波器系數(shù)以省略數(shù)字加法器電路和用較小尺寸的與簡單多路器相連的加法器來提供。這些優(yōu)點還由同相和正交相位信道之間共享濾波器硬件提供。通過投資于輸入數(shù)據(jù)采樣的方面，濾波器電路的復(fù)雜性被進(jìn)一步減少。例如，因為輸入碼片序列被限于值+1、-1和0，乘法器由較簡單的加法器和多路器代替。還因為輸入序列被由因子4過采樣，硬件從設(shè)計中被省略，以僅包括濾波器非零的部分。
雖然本發(fā)明的具體實施方案被示出和描繪，可作出改進(jìn)。固在所附的權(quán)利要求希望覆蓋所有這些不超出本發(fā)明的真實精神和范圍的變化和改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.數(shù)字濾波器，用于濾波輸入信號和產(chǎn)生濾波的信號，所述數(shù)字濾波器包括輸入端，用于接收輸入信號；系數(shù)存貯電路，用于存貯一組預(yù)組合的系數(shù)；選擇電路，耦合到所述輸入端和所述系數(shù)存貯電路，以響應(yīng)所述輸入信號，從所述一組預(yù)組合的系數(shù)中選擇適當(dāng)?shù)念A(yù)組合的系數(shù)；和組合電路，耦合到所述選擇電路，以組合所述適當(dāng)?shù)念A(yù)組合的系數(shù)來產(chǎn)生所述濾波的信號。
2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字濾波器，其中所述輸入信號包括有預(yù)定數(shù)的值的一值的輸入采樣，且其中所述選擇電路包括一組選擇器，每個選擇器有耦合到所述輸入端的選擇器輸入端，以接收一個或多個輸入采樣，每個選擇器包括響應(yīng)所述一個或多個輸入采樣選擇預(yù)組合的系數(shù)的多路器。
3.如權(quán)利要求2所述的數(shù)字濾波器，其中每個選擇器還包括耦合到所述多路器的運算框，以響應(yīng)所述一個或多個輸入采樣選擇地非所述預(yù)組合的系數(shù)，所述運算框向所述組合電路提供所述預(yù)組合的系數(shù)和所述預(yù)組合的系數(shù)的非之一。
4.如權(quán)利要求3所述的數(shù)字濾波器，其中所述輸入信號由因子N過采樣，所述輸入采樣的每個包括1個有值的輸入采樣和N-1個零值的采樣，且其中所述數(shù)字濾波器還包括輸入采樣存貯電路，以僅存貯有值的輸入采樣作為存貯的輸入采樣，且其中響應(yīng)所述存貯的輸入采樣和指示所述N-1個零值的采樣的影響的時間參考，所述選擇電路選擇所述適當(dāng)?shù)念A(yù)組合的系數(shù)。
5.如權(quán)利要求3所述的數(shù)字濾波器，其中所述數(shù)字濾波器還包括使能輸入端，以接收使能信號，且其中每個選擇器還包括使能輸入端，以接收所述使能信號，所述運算框向所述組合電路提供所述預(yù)組合的系數(shù)、所述預(yù)組合的系數(shù)的非和零值之一。
6.如權(quán)利要求5所述的數(shù)字濾波器，其中所述系數(shù)存貯電路被配置以存貯濾波器系數(shù)，從所述濾波器系數(shù)形成的所述一組預(yù)組合的系數(shù)，且其中響應(yīng)所述一個或多個輸入采樣，每個選擇器提供濾波器系數(shù)、濾波器系數(shù)的非、預(yù)組合的系數(shù)、預(yù)組合的系數(shù)的非和零值之一。
7.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字濾波器，其中所述輸入信號包括同相輸入采樣和正交相位輸入采樣，且其中所述數(shù)字濾波器還包括同相采樣存貯電路，耦合在所述輸入端和所述選擇電路之間，以存貯同相輸入采樣；和正交相位采樣存貯電路，耦合在所述輸入端和所述選擇電路之間，以存貯正交相位輸入采樣。
8.如權(quán)利要求7所述的數(shù)字濾波器，其中所述選擇電路和所述組合電路由所述同相采樣存貯電路和所述正交相位采樣存貯電路共享，以產(chǎn)生濾波的信號。
9.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字濾波器，其中所述系數(shù)存貯電路包括到適當(dāng)?shù)倪壿嬰娖降挠簿€連接。
10.根據(jù)預(yù)定的濾波器系數(shù)濾波數(shù)字信號的方法，其中所述方法包括步驟存貯預(yù)組合的系數(shù)，所述預(yù)組合的系數(shù)從所述預(yù)定的濾波器系數(shù)形成；接收對應(yīng)于所述數(shù)字信號的輸入流；響應(yīng)所述輸入流，選擇一組預(yù)組合的系數(shù)；和組合所述一組預(yù)組合的系數(shù)，以產(chǎn)生濾波的信號。
11.如權(quán)利要求10所述的濾波數(shù)字信號的方法，其中所述接收輸入流的步驟包括接收一序列輸入數(shù)據(jù)采樣，且其中所述方法還包括步驟存貯所述預(yù)定的濾波器系數(shù)；接收一序列輸入使能采樣，所述輸入使能采樣的每個對應(yīng)于輸入數(shù)據(jù)采樣；其中所述選擇步驟包括步驟當(dāng)輸入使能采樣有對應(yīng)于第一值的值時，提供預(yù)組合的系數(shù)和預(yù)定的濾波器系數(shù)之一；和當(dāng)輸入使能采樣有對應(yīng)于第二值的值時，提供零值。
全文摘要
適用于CDMA或其它突發(fā)模式通信裝置的數(shù)字濾波器用濾波器系數(shù)的預(yù)組合,以減少濾波器復(fù)雜性和功率消耗。數(shù)字濾波器包括系數(shù)存貯電路,以存貯預(yù)組合的系數(shù);選擇電路,以響應(yīng)輸入信號,選擇適當(dāng)?shù)念A(yù)組合的系數(shù);和,組合電路,以組合該適當(dāng)?shù)念A(yù)組合的系數(shù)來產(chǎn)生濾波的信號。
文檔編號H03H21/00GK1180268SQ9711895
公開日1998年4月29日 申請日期1997年10月5日 優(yōu)先權(quán)日1996年10月4日
發(fā)明者克里斯托弗P·拉羅莎, 特拉西A·舍岑格爾 申請人:摩托羅拉公司