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基于多速率DA的根升余弦滤波器的FPGA实现

发布时间:2020-06-30 18:09:36 阅读: 来源:窗纱厂家

0 引 言 根升余弦成形滤波器是数字信号处理中的重要部件,它能对数字信号进行成形滤波,压缩旁瓣,减少干扰的影响,从而降低误码率。根据文献[1],它的传统FP-GA实现方式基于乘累加器(Multiplier Add Cell,MAC)结构,设计方便,只需要乘法器、加法器和移位寄存器即可实现,但是在FPGA中实现硬件乘法器十分耗费资源。特别是当滤波器阶数很高时,资源耗费不可忽视。若采用乘法器复用的结构,运算速度较慢。分布式算法(Distribute Arithmetic,DA)是另一种应用在FPGA中计算乘积和的算法。根据文献[2],分布式算法结构的FIR滤波器利用FPGA中的查找表(LUT)来替代乘法器,这种方法可以极大地减少硬件电路规模,有效提高逻辑资源的利用率,而且有较高的处理速度,满足实时处理的要求。分布式算法的处理速度仅与输入的位宽有关,对于大规模乘积和的运算,其计算速度有着明显的优势。当输入位宽过大时,可以通过将DA算法改进成并行结构而获得更快的处理速度。根据文献[3],对多速率系统来说,还可以引入多相结构来减少计算量,提高处理速度。本文针对根升余弦成形滤波器提出一种基于多速率信号处理技术和分布式算法的FPGA实现技术,使得计算量大幅减少,处理速度得到较大提高,而且使得FPGA资源利用更合理。

本文引用地址: 根升余弦滤波器原理与结构 奈奎斯特第一准则提出消除码间干扰,系统从发送滤波器经信道到接收滤波器总的传输特性所应满足的条件,据此可以求出满足奈奎斯特准则的成形滤波器。根据文献[4],在实际中得到广泛应用的是幅频响应,它是具有奇对称升余弦形状过渡带的一类滤波器,即升余弦滤波器,它的冲激响应为: 式中:丁为输入码元速率;a为滚降系数,实际应用在0~0.4之间。除了抽样点n=0之外,它在其余所有抽样点上均为0,而且它的衰减很快,随着n的增大,呈平方衰减。这样,对于减小码间干扰及对定时误差的影响非常有利。 本文要求实现的基带成形滤波器滚降系数为0.35。它的频率响应要求如图1所示。

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