CN102201797B

CN102201797B - 数字滤波器装置

Info

Publication number: CN102201797B
Application number: CN 201010131146
Authority: CN
Inventors: 蒋朱成; 金方其; 张卓鹏
Original assignee: MAXSCEND TECHNOLOGIES Inc
Current assignee: Jiangsu Zhuo Sheng microelectronics Limited by Share Ltd
Priority date: 2010-03-23
Filing date: 2010-03-23
Publication date: 2013-11-06
Anticipated expiration: 2030-03-23
Also published as: CN102201797A

Abstract

本发明公开了一种数字滤波器装置，包括：加法器，将输入信号X(z)与反馈信号F(z)相加得到信号R(z)；延时器，用于对信号R(z)延时一拍或两拍；乘法器，对延时后的信号R(z)乘以+1或-1，得到信号W(z)；移位寄存器，对信号W(z)右移N位，得到信号W′(z)；减法器，从信号W(z)中减去右移N位后的信号W′(z)，得到反馈信号F(z)；第二减法器，将信号R(z)与信号W(z)相减，得到最终的输出信号Y(z)。本发明能够根据需要实现单独去直流、单独去双导频或者同时去直流和双导频三种功能，并且结构简单；适用于数据通信系统。

Description

数字滤波器装置

技术领域

本发明涉及数据通信系统的信号传输领域，特别是涉及一种用于数字电视地面广播国家标准DTMB(Digital Terrestrial MultimediaBroadcasting数字地面多媒体广播)接收系统的数字滤波器装置。

背景技术

在中国数字电视地面广播国家标准DTMB中，传输模式分为多载波(C＝3780)和单载波(C＝1)两种，其中单载波模式又有是否带双导频选项。

标准规定，在载波数C＝1模式下，作为可选项，对帧头和帧体经过组帧后形成的基带数据在±0.5符号速率位置插入双导频，两个导频的总功率相对数据的总功率为-16dB。插入方式为从日帧的第一个符号(编号为0)开始，在奇数符号上实部加1、虚部加0；在偶数符号上实部加-1、虚部加0。

事实上，双导频就是最高有用信号频率，其频率数值等于基带信号带宽的一半，可以作为接收端载波跟踪的参考信号，使得单载波信道均衡更具鲁棒性。但是，对于信号而言，毕竟在时域上增加了噪底水平，和直流一样，会影响信道估计的精度，造成接收性能的损失。当然，由于双导频是可选项，需要首先检测是否存在双导频；直流在频域上表现为零频位置上的单音，双导频在频域上表现为最高频位置上的单音，在频域上很容易识别；通常采用两套陷波滤波器的方式分别对付直流和双导频。

数字滤波器一般有两种实现方法：一种是把滤波器所要完成的运算编成程序并让计算机执行，也就是采用计算机软件来实现；另一种方法是设计专用的数字硬件、专用的数字信号处理器或采用通用的数字信号处理器来实现。采用软件方法实现的滤波器具有很好的灵活性，但是计算效率很低；而硬件实现的滤波器虽然有很强的运算能力，但是缺乏灵活性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种数字滤波器装置，能够根据需要实现单独去直流、单独去双导频或者同时去直流和双导频三种功能，并且结构简单。

为解决上述技术问题，本发明的数字滤波器装置包括：

一加法器，将输入信号X(z)与反馈信号F(z)相加得到信号R(z)；

一延时器，与加法器相连接，用于对信号R(z)延时一拍或两拍；

一乘法器，与延时器相连接，对延时后的信号R(z)乘以+1或-1，得到信号W(z)；

一移位寄存器，与乘法器相连接，对信号W(z)右移N位，得到信号W′(z)，其中N为大于等于1的整数；

一减法器，与移位寄存器、乘法器和加法器相连接，从信号W(z)中减去右移N位后的信号W′(z)，得到反馈信号F(z)；

第二减法器，与加法器和乘法器相连接，将信号R(z)与信号W(z)相减，得到最终的输出信号Y(z)。

本发明的数字滤波器装置可以根据是否存在直流和/或双导频，方便地进行组合配置，实现单独去直流、单独去双导频或者同时去直流和双导频三种功能；硬件结构可以通过软件来配置，在不增加实现复杂度和任何实现成本的基础上，可以根据实际需要来用软件来控制滤波器的硬件结构，大大的提高了滤波器的灵活性和运算性能，并且结构简单。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是可配置的去直流和去双导频的数字滤波器装置结构图；

图2是去除直流的数字滤波器装置结构图；

图3是去除双导频的数字滤波器装置结构图；

图4是可同时去除直流和双导频的数字滤波器装置结构图。

具体实施方式

参见图1所示，本发明所述的数字滤波器装置是一种可配置的去直流和去双导频的数字滤波器；其中，延时器和乘法器可以通过软件进行配置。开关K用于控制延时器对信号R(z)延时一拍或两拍，开关S用于控制乘法器对延时后的信号R(z)乘以+1或-1，得到信号W(z)。

图1所示数字滤波器装置的传递函数为：

H (z) = \frac{Y (z)}{X (z)} = \frac{1 - z^{- k} \times s}{1 - z^{- k} \times s \times ρ}

(公式1)

其中，k的取值为1或2；s的取值为+1或-1；ρ＝1-2^-N，N为常数。

由公式1可知，当延时器延时一拍，乘法器乘以+1时，即当k＝1，s＝+1时，为单独去直流的数字滤波器装置，其结构如图2所示。该数字滤波器装置的传递函数为：

H (z) = \frac{Y (z)}{X (z)} = \frac{1 - z^{- 1}}{1 - z^{- 1} \times ρ}

(公式2)

可见z＝1是该传递函数唯一零点，此时，该数字滤波器装置可以用于去除直流。

由公式1可知，当延时器延时一拍，乘法器乘以-1时，即当k＝1，s＝-1时，为单独去双导频的数字滤波器装置，其结构如图3所示。该数字滤波器装置的传递函数为：

H (z) = \frac{Y (z)}{X (z)} = \frac{1 + z^{- 1}}{1 + z^{- 1} \times ρ}

(公式3)

可见此时z＝-1是该传递函数唯一零点，此时该数字滤波器装置可以用于去除双导频。

由公式1可知，当延时器延时两拍，乘法器乘以+1时，即当k＝2，s＝+1时，为同时可去直流和双导频的数字滤波器装置，其结构如图4所示。该数字滤波器装置的传递函数为：

H (z) = \frac{Y (z)}{X (z)} = \frac{1 - z^{- 2}}{1 - z^{- 2} \times ρ}

(公式4)

可见此时该传递函数有两个零点：z＝1和z＝-1；该数字滤波器装置可以用于同时去除直流和双导频。

取常数ρ＝1-2^-N，(N为常数)可以避免乘法运算，只需移位加操作即可，降低了实现复杂度。

另外，本发明的数字滤波器装置具有可扩展性。只需令k取2的幂次方，可以很容易的得到具有多个零点且通带带宽任意可调的梳状滤波器。

以上通过具体实施方式对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种数字滤波器装置，其特征在于，包括：

一加法器，将输入信号X(z)与反馈信号F(z)相加得到信号R(z)；

第二减法器，与加法器和乘法器相连接，从信号R(z)中减去信号W(z)，得到最终的输出信号Y(z)。

2.如权利要求1所述的数字滤波器装置，其特征在于：所述延时器由开关K控制对信号R(z)选择延时一拍或两拍；所述乘法器由开关S控制对延时后的信号R(z)选择乘以+1或-1，得到信号W(z)。

3.如权利要求1或2所述的数字滤波器装置，其特征在于：当延时器延时一拍，乘法器乘以常数+1时，为去直流数字滤波器装置；当延时器延时一拍，乘法器乘以常数-1时，为去双导频数字滤波器装置；当延时器延时两拍，乘法器乘以常数+1时，为去直流和双导频的数字滤波器装置。

4.如权利要求1所述的数字滤波器装置，其特征在于：所述数字滤波器装置的传递函数为：

H (z) = \frac{Y (z)}{X (z)} = \frac{1 - z^{- k} \times s}{1 - z^{- k} \times s \times ρ}

其中，k的取值为1或2；s的取值为+1或-1；ρ＝1-2^-N，N＝0，1，2，…n；

当延时器延时一拍，乘法器乘以+1时；即当k＝1，s＝+1时，为直流数字滤波器装置；

当延时器延时一拍，乘法器乘以-1时；即当k＝1，s＝-1时，为去双导频的数字滤波器装置；

当延时器延时两拍，乘法器乘以+1时；即当k＝2，s＝+1时，为去直流和双导频的数字滤波器装置。

5.如权利要求4所述的数字滤波器装置，其特征在于：k的取值为2的幂次方，形成具有多个零点且通带带宽任意可调的梳状滤波器。