一种数字采样率的转换装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种数字采样率的转换装置和方法，该装置包括：多个子滤波器级，每个子滤波器级的输入端都连接有一第一开关，在第一开关处于第一状态时：多个子滤波器级中的第一级直接接收第一采样值序列，多个子滤波器级中、除第一级外的其它级直接连接到一第一乘法器的输出端；在第一开关处于第二状态时，多个子滤波器级中的第一级通过一累加器接收第一采样值序列，多个子滤波器级中、除第一级外的其它级通过一累加器连接到第一乘法器的输出端；所有第一乘法器串联连接，每个第一乘法器上连接一第二开关；每一第二乘法器上连接一第三开关。利用本发明专利技术增强了采样率转换装置的灵活性，简化了Farrow滤波器的硬件实现架构。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数字信号处理领域，特别是涉及一种数字采样率的转换装置和方法。
技术介绍
软件无线电的目标就是在一个通用的硬件平台上，通过加载相应的软件来改变空中接口。对于不同采样率的通信标准和协议，软件无线电中常用的策略是不管输入信号的符号速率多少都使用一个固定的速率进行采样，然后对这些不同步的采样值进行数字采样率转换(SRC)以达到符号同步的要求。采样率转换的问题可归纳为一个重采样的过程，原理如图1所示。首先对于以采样周期为T1的输入离散信号x(kT1)通过理想的数模变换器(DAC)重建为模拟信号xa(t)；然后再对模拟信号以所需的采样周期为T2进行重采样得到采样信号y(mT2)，其中，ha(t)为连续时间滤波器以防止采样率转换时信号频谱产生的镜像或者混叠现象，通常ha(t)也是一个低通滤波器。将上述过程可以下式来表示：其中，上式中，表示向下取整。μm∈[0，1)为当前样本在采样周期T1内的位置。基于多项式拟合的Farrow滤波器实现方案就其本质而言就是利用多项式分段函数来拟合低通滤波器的时域响应ha(t)，通常可用下式来表示：ha(t)=Σn=0N-1Σm=0Mcm(n)fm(n,T,t)]]>其中，N为低通滤波器的分段数；fm(n，T，t)称为多项式的基函数，T为分段间隔；M为多项式最高次幂。目前，主流设计方案中的基函数是采用下式：此时的滤波器的分段数为偶数，并且其系数是偶对称的，也即满足：不同Farrow滤波器由于其结构上的区别在实现采样率转换时会有不同的功能和效果。通常，经典Farrow滤波器结构实现的具有记好的去镜像功能，因而适合于插值滤波；而转置Farrow滤波器结构具有很好的去混叠功能，因此适合于抽取滤波。由于经典Farrow滤波器和转置Farrow滤波器在结构上的区别，目前通常要用两套电路分别来实现各自的功能。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种数字采样率的转换装置和方法，以解决现有技术需要两套电路来分别实现插值滤波器结构和抽取滤波器结构的技术问题。为了实现上述目的，提供一种数字采样率的转换装置，用于将输入的具有第一采样周期的第一采样值序列转换为具有第二采样周期的第二采样值序列输出，其中，包括：多相滤波器，所述多相滤波器又包括：多个子滤波器级，每个所述子滤波器级的输入端都连接有一第一开关，在第一开关处于第一状态时：所述多个子滤波器级中的第一级直接接收所述第一采样值序列，所述多个子滤波器级中、除所述第一级外的其它级直接连接到一第一乘法器的输出端；在第一开关处于第二状态时，所述多个子滤波器级中的第一级通过一累加器接收所述第一采样值序列，所述多个子滤波器级中、除所述第一级外的其它级通过一累加器连接到所述第一乘法器的输出端；所述所有的第一乘法器串联连接，且每个第一乘法器上都连接有一第二开关，所述第二开关用于在所述第一开关处于第二状态时，控制所述第二采样值序列与所述第一采样值序列之间的第一归一化距离的输入；所述多个子滤波器级中、最后一级的输出端与一第二乘法器的输入端相连接，所述多个子滤波器级中、除最后一级外的其它级中的每一级的输出端与一第一加法器的输入端相连接，所述不同的第一加法器之间通过一第二乘法器串联连接，每一第二乘法器的输出端与一第一加法器的输入端相连接，与所述多个子滤波器级中、第一级的输出端相连接的第一加法器的输出端用于输出所述第二采样值序列；每一所述第二乘法器上都连接有一第三开关，所述第三开关用于在所述第一开关处于第一状态时，控制所述第二采样值序列与所述第一采样值序列之间的第二归一化距离的输入。优选地，所述的转换装置，其中，所述多相滤波器中转换滤波器的时域冲激响应表达式如下：h(t)=Σn=0NΣm=0Mcm(n)fm(n,T,t)]]>其中，冲激响应的分段数为奇数个，即N为偶数，M为整数，T为分段周期；基函数为：使所述系数cm(n)满足：优选地，所述的转换装置，其中，第一采样周期与第二采样周期的比值为L/M，L和M为互质的正整数，当L大于M时，所述第一开关处于第一状态，第m个采样时刻的第二采样值对应于第k个采样时刻的第一采样值，其中，m为整数，第m个采样时刻的第二采样值与第k个时刻的第一采样值之间的所述第二归一化距离为：且-0.5≤μk1＜0.5。优选地，所述的转换装置，其中，第一采样周期与第二采样周期的比值为L/M，L和M为互质的正整数，当L小于M时，所述第一开关处于第二状态，所述累加器用于实现从第k1个采样时刻的第一采样值累加到第k2个采样时刻的第一采样值的积分累加，其中，k1＜k2，第m个采样时刻的第二采样值对应的累加时刻为：优选地，所述的转换装置，其中，输出信号中的第m个采样时刻的第二采样值与输入信号中的第k个采样时刻的第一采样值之间的归一化距离为：μk2＝m-kL/M，且-0.5≤μk2＜0.5；其中，k∈[k1，k2]。优选地，所述的转换装置，其中，每一所述子滤波器级包括：偶数阶的有限脉冲响应滤波器，所述有限脉冲响应滤波器的系数为奇对称。优选地，所述的转换装置，其中，在所述第一开关处于第一状态时，还包括：在所述多相滤波器前面级联一个整数倍插值有限脉冲响应滤波器。优选地，所述的转换装置，其中，在所述第一开关处于第二状态时，还包括：在所述多相滤波器后面级联一个整数倍抽取有限脉冲响应滤波器。另一方面，提供一种应用本专利技术实施例的数字采样率的转换装置进行数字采样率转换的方法，用于将输入的具有第一采样周期的第一采样值序列转换为具有第二采样周期的第二采样值序列输出，其中，包括如下步骤：当第一采样周期大于第二采样周期时，控制所述第一开关处于第一状态，控制所述第二、第三开关，使得所述第一乘法器上无第一归一化距离的输入，在所述第二乘法器上有第二归一化距离的输入；当第一采样周期小于第二采样周期时，控制所述第一开关处于第二状态，控制所述第二、第三开关，使得所述第一乘法器上有第一归一化距离的输入，在所述第二乘法器上无第二归一化距离的输入。又一方面，提供一种应用本专利技术实施例的数字采样率的转换装置进行数字采样率转换的方法，用于将输入的具有第一采样周期的第一采样值序列转换为具有第二采样周期的第二采样值序列输出，其中，使多相滤波器中转换滤波器的时域冲激响应表达式为如下所示：h(t)=Σ本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种数字采样率的转换装置，用于将输入的具有第一采样周期的第一采样值序列转换为具有第二采样周期的第二采样值序列输出，其特征在于，包括：多相滤波器，所述多相滤波器又包括：多个子滤波器级，每个所述子滤波器级的输入端都连接有一第一开关，在第一开关处于第一状态时：所述多个子滤波器级中的第一级直接接收所述第一采样值序列，所述多个子滤波器级中、除所述第一级外的其它级直接连接到一第一乘法器的输出端；在第一开关处于第二状态时，所述多个子滤波器级中的第一级通过一累加器接收所述第一采样值序列，所述多个子滤波器级中、除所述第一级外的其它级通过一累加器连接到所述第一乘法器的输出端；所述所有的第一乘法器串联连接，且每个第一乘法器上都连接有一第二开关，所述第二开关用于在所述第一开关处于第二状态时，控制所述第二采样值序列与所述第一采样值序列之间的第一归一化距离的输入；所述多个子滤波器级中、最后一级的输出端与一第二乘法器的输入端相连接，所述多个子滤波器级中、除最后一级外的其它级中的每一级的输出端与一第一加法器的输入端相连接，所述不同的第一加法器之间通过一第二乘法器串联连接，每一第二乘法器的输出端与一第一加法器的输入端相连接，与所述多个子滤波器级中、第一级的输出端相连接的第一加法器的输出端用于输出所述第二采样值序列；每一所述第二乘法器上都连接有一第三开关，所述第三开关用于在所述第一开关处于第一状态时，控制所述第二采样值序列与所述第一采样值序列之间的第二归一化距离的输入。...

【技术特征摘要】
1.一种数字采样率的转换装置，用于将输入的具有第一采样周期的第一采
样值序列转换为具有第二采样周期的第二采样值序列输出，其特征在于，包括：
多相滤波器，所述多相滤波器又包括：
多个子滤波器级，每个所述子滤波器级的输入端都连接有一第一开关，在
第一开关处于第一状态时：所述多个子滤波器级中的第一级直接接收所述第一
采样值序列，所述多个子滤波器级中、除所述第一级外的其它级直接连接到一
第一乘法器的输出端；在第一开关处于第二状态时，所述多个子滤波器级中的
第一级通过一累加器接收所述第一采样值序列，所述多个子滤波器级中、除所
述第一级外的其它级通过一累加器连接到所述第一乘法器的输出端；
所述所有的第一乘法器串联连接，且每个第一乘法器上都连接有一第二开
关，所述第二开关用于在所述第一开关处于第二状态时，控制所述第二采样值
序列与所述第一采样值序列之间的第一归一化距离的输入；
所述多个子滤波器级中、最后一级的输出端与一第二乘法器的输入端相连
接，所述多个子滤波器级中、除最后一级外的其它级中的每一级的输出端与一
第一加法器的输入端相连接，所述不同的第一加法器之间通过一第二乘法器串
联连接，每一第二乘法器的输出端与一第一加法器的输入端相连接，与所述多
个子滤波器级中、第一级的输出端相连接的第一加法器的输出端用于输出所述
第二采样值序列；
每一所述第二乘法器上都连接有一第三开关，所述第三开关用于在所述第
一开关处于第一状态时，控制所述第二采样值序列与所述第一采样值序列之间
的第二归一化距离的输入。
2.根据权利要求1所述的转换装置，其特征在于，所述多相滤波器中转
换滤波器的时域冲激响应表达式如下：
h(t)=Σn=0NΣm=0Mcm(n)fm(n,T,t)]]>其中，冲激响应的分段数为奇数个，即N为偶数，M为整数，T为分段周
期；


基函数为：
使所述系数cm(n)满足：
3.根据权利要求1所述的转换装置，其特征在于，第一采样周期与第二
采样周期的比值为L/M，L和M为互质的正整数，当L大于M时，所述第一
开关处于第一状态，第m个采样时刻的第二采样值对应于第k个采样时刻的
第一采样值，其中，m为整数，第m个采样时刻的第二采样值
与第k个时刻的第一采样值之间的所述第二归一化距离为：
且-0.5≤μk1＜0.5。
4.根据权利要求1所述的转换装置，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：周鹏，陈月峰，叶辉，赵兴山，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94