匹配滤波器复用装置和方法、数字通信接收机的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及数字信号处理领域，尤其涉及匹配滤波器复用装置和方法、数字通信 接收机。
【背景技术】
[0002] 随着计算机技术的广泛应用，数字信号处理已成为一个重要的领域。目前，CMOS集 成电路技术已进入亚微米阶段，数字滤波器作为数字信号处理重要分支之一，是语音、图像 信号处理以及数字通信中广泛使用的一种部件。由于数字滤波器中包括了大量的运算，因 此在力求高性能的同时，还要求能够充分利用硬件资源、减少面积，这是目前较为引人注目 的一个研究课题。
[0003] 如图1所示，为现有技术中典型的数字通信接收机的框图，该数字通信接收机包 括：模拟正交混频器101、模数转换器102、带通滤波模块103、数字变频器104、低通滤波 模块105、匹配滤波模块106、判决模块107和数字锁相环108,其中，模数转换器102为两 个，分别对应于框图中的I和Q两路信号，带通滤波模块103包括两个带通滤波器（Band Pass Filter，简写：BPF)，低通滤波模块105包括两个低通滤波器（Low Pass Filter，简写： LPF)。信号通过模拟正交混频器101进行正交混频后，输出两路信号I和Q ;1和Q两路信 号分别进入模数转换器102,模数转换器102用于对信号进行模数转换得到对应的数字信 号；然后带通滤波模块103中的两个BPF用于对I和Q两路数字信号进行同时滤波，滤除信 号的带外干扰，两个BPF的滤波参数相同，滤波参数具体可以为BPF滤波器的传输函数和工 作频率等；数字变频器104用于对I和Q两路中频信号进行变频处理，得到基带信号；低通 滤波模块105中的两个LPF用于对数字变频器104输出的I和Q两路信号进行低通滤波， 滤除信号的带外干扰，然后I路信号进入匹配滤波模块106,同时I和Q信号进入数字锁相 环108 ;数字锁相环108根据I和Q两路信号的相位调节输入到数字变频器104中本地载 波的相位，实现本地载波的相位与I路信号的相位同步；匹配滤波模块106用于使信号输出 信噪比在某一特定时刻达到最大，从而便于实现最佳判决；判决模块107用于输出判决后 的二进制信号。
[0004] 在实际应用中，通信系统可能需要支持信号的多种传输速率进行传输，此时就需 要在匹配滤波模块106中根据信号的不同的传输速率设计多个匹配滤波器，实现信号在不 同的传输速率时对信号进行匹配滤波，例如：假设通信系统采用二进制相移键控（Binary Phase Shift Keying，简称：BPSK)调制，信号有四种传输速率，这四种传输速率分别为： 106kbit/s、212kbit/s、424kbit/s和848kbit/s，则设计中在硬件上需要匹配滤波模块106 包括4个对应4种传输速率的匹配滤波器，在信号传输过程中，通信系统根据信号的当前传 输速率选择其中的一个匹配滤波器完成匹配滤波。
[0005] 如图2所示，为匹配滤波器的结构示意图，在该图中，设一个符号周期内的采样点 数为N，则匹配滤波器中有N个延时单元Z \求和模块21可对进入求和模块21的N个延时 单元Z 1求和，然后进入求平均模块22中求出平均值，例如：N个延时单元Z 1进入求和模块 21中求和为sum，则在求平均模块22中得到平均值为（sum+N)，根据匹配滤波器的原理， 对于二进制非归零序列，当发送信号s (t)为O和1时，匹配滤波器的单位冲击响应为h(t) =s(T-t)，所以匹配滤波器在相应的离散域中可以是系数为1的有限长单位冲激响应滤波 器，具体可以通过一个简单的移位平均操作实现。
[0006] 如图3所示，为现有技术中匹配滤波模块106工作的一个具体实例，在该图中， 设匹配滤波模块106的工作频率为13. 56MHz，若通信系统中的信号有上述四种传输速率： 106kbit/s、212kbit/s、424kbit/s 和 848kbit/s，根据公式 N = 13. 56e6/Rb-l，其中 Rb 为 信号的传输速率，则可计算出：当信号的传输速率为l〇6kbit/s时，N = 13. 56e6/106e3-l =127 ;当信号的传输速率为212kbit/s时，N = 13. 56e6/212e3-l = 63 ;当信号的传输 速率为 424kbit/s 时，N = 13. 56e6/424e3-l = 31 ;当信号的传输速率为 848kbit/s，N = 13. 56e6/848e3-l = 15。所以需要4个对应信号的4种传输速率的匹配滤波器，考虑到可 以对延时单元Z 1复用，所以可以采用N = 127的匹配滤波模块106,在图3中，该N = 127 的匹配滤波模块106中包括4个匹配滤波器，可实现在信号的4种不同传输速率下对信号 进行匹配滤波，即前15个延时单元Z 1组成的匹配滤波器实现在传输速率为848kbit/s时 对信号进行匹配滤波，前31个延时单元Z 1组成的匹配滤波器实现在传输速率为424kbit/ s时对信号进行匹配滤波，前63个延时单元Z 1组成的匹配滤波器实现在传输速率为 212kbit/s时对信号进行匹配滤波，前127个延时单元Z 1组成的匹配滤波器实现在传输速 率为106kbit/s时对信号进行匹配滤波。在应用中，通信系统根据信号的当前传输速率在 图3的开关K处选择相应的匹配滤波器，并输出结果。
[0007] 可见，在现有技术中，为了在信号的不同传输速率时实现对信号的匹配滤波，需要 多个匹配滤波器，造成了硬件资源的浪费，使得芯片的面积比较大。
【发明内容】
[0008] 本发明提供一种匹配滤波器复用装置和方法、数字通信接收机，用以在一个匹配 滤波器中实现对不同传输速率的信号的匹配滤波，节省硬件资源，减小芯片面积。
[0009] 本发明提供一种匹配滤波器复用装置，包括：
[0010] 工作频率选取模块，用于对时钟频率进行分频，生成两个以上可选工作频率，根据 信号的当前传输速率，从所述两个以上可选工作频率中选取当前工作频率；
[0011] 匹配滤波器，用于根据所述当前工作频率，对所述信号进行匹配滤波。
[0012] 本发明还提供一种滤波器复用方法，包括：
[0013] 对时钟频率进行分频，生成两个以上可选工作频率，根据信号的当前传输速率，从 所述两个以上可选工作频率中选取当前工作频率；
[0014] 根据所述当前工作频率，对所述信号进行匹配滤波。
[0015] 本发明还提供一种数字通信接收机，包括：
[0016] 模拟正交混频器；
[0017] 模数转换器，与所述模拟正交混频器连接；
[0018] 带通滤波模块，与所述模数转换器连接；
[0019] 数字变频器，与所述带通滤波模块连接；
[0020] 低通滤波模块，与所述数字变频器连接；
[0021] 前述的匹配滤波器复用装置，与所述低通滤波模块连接；
[0022] 判决模块，与所述匹配滤波复用装置连接。
[0023] 在本发明中，通过工作频率选取模块对时钟频率进行分频，生成两个以上可选工 作频率，根据信号的当前传输速率，从两个以上可选工作频率中选取当前工作频率，然后在 匹配滤波器中根据当前工作频率对信号进行匹配滤波，这样，通过改变匹配滤波器的工作 频率实现滤波器的复用，即采用一个匹配滤波器实现在不同的工作频率下对不同传输速率 的信号的匹配滤波，可以节省硬件资源，减小芯片面积。
【附图说明】
[0024] 图1为现有技术中典型的数字通信接收机的框图；
[0025] 图2为匹配滤波器的结构示意图；
[0026] 图3现有技术中匹配滤波模块106工作的一个具体实例；
[0027] 图4为本发明匹配滤波器复用装置实施例的结构示意图；
[0028] 图5为本发明匹配滤波器复用装置实施例的第一实例的结构示意图；
[0029] 图6为本发明匹配滤波器复用装置实施例的第二实例的结构示意图；
[0030] 图7为本发明匹配滤波器复用装置实施例的第三实例的