CN111835314A - 用于1~2倍间任意倍数抽取的抗干扰抽取器及其设计方法 - Google Patents

用于1~2倍间任意倍数抽取的抗干扰抽取器及其设计方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111835314A
CN111835314A CN202010781798.3A CN202010781798A CN111835314A CN 111835314 A CN111835314 A CN 111835314A CN 202010781798 A CN202010781798 A CN 202010781798A CN 111835314 A CN111835314 A CN 111835314A
Authority
CN
China
Prior art keywords
interference
frequency
polynomial interpolation
pass filter
interpolation filter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010781798.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111835314B (zh
Inventor
贺俊文
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sichuan Andi Technology Industrial Co Ltd
Original Assignee
Sichuan Andi Technology Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sichuan Andi Technology Industrial Co Ltd filed Critical Sichuan Andi Technology Industrial Co Ltd
Priority to CN202010781798.3A priority Critical patent/CN111835314B/zh
Publication of CN111835314A publication Critical patent/CN111835314A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111835314B publication Critical patent/CN111835314B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H17/00—Networks using digital techniques
    • H03H17/02—Frequency selective networks
    • H03H17/0219—Compensation of undesirable effects, e.g. quantisation noise, overflow

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Noise Elimination (AREA)

Abstract

用于1～2倍间任意倍数抽取的抗干扰抽取器及其设计方法。抗干扰抽取器，包括抗混叠低通滤波器和多项式插值滤波器；设计方法包括：确定抗混叠低通滤波器和多项式插值滤波器的通带截止频率；确定抗混叠低通滤波器的阻带截止频率和多项式插值滤波器的第一阻带频率范围；确定多项式插值滤波器使用的多项式的个数和阶数；计算抗混叠低通滤波器和多项式插值滤波器的系数；计算抗干扰抽取器的幅频响应；判断幅频响应在干扰频带内是否达到预设的干扰抑制水平阈值：若未达到，则重新执行上述步骤；若达到，则抗干扰抽取器设计成功。通过该方法设计的抗干扰抽取器结构简单，实现方便，且能有效抑制干扰。

Description

用于1~2倍间任意倍数抽取的抗干扰抽取器及其设计方法
技术领域
本发明涉及数字信号处理领域，尤其涉及多速率信号处理，具体地说，与一种用于1～2倍间任意倍数抽取的抗干扰抽取器及其设计方法相关。
背景技术
数字下变频器(DDC)是全数字通信接收机的重要组成部分。它通常由一个级联积分梳状滤波器(CIC)、多个半带抽取器和一个多项式插值滤波器组成，其中，CIC用于实现大整数倍抽取，半带抽取器用于实现2倍抽取，多项式插值滤波器用于实现1～2倍抽取。
其中，多项式插值滤波器通常采用经典的Farrow滤波器结构来实现，如图 1和图2所示。
然而，仅采用一个多项式插值滤波器来实现1～2倍抽取是存在缺陷的：在抽取后，某个特定频带内的干扰信号会混入基带信号的频带内，造成干扰。具体的，如图3所示的情况，其中涉及的信号带宽均为归一化带宽，假设抽取前基带信号的带宽为B，基带信号的频带分布为[-B,B]，多项式插值滤波器的抽取倍数为 x,x∈[1,2]。根据多速率信号处理理论可知，对基带信号进行x倍抽取后，其带宽会展宽至xB，从而其频带分布范围扩大为[-xB,xB]。因为多项式插值滤波器对信号的抽取是通过重采样方式实现的，根据采样定理可知，对信号进行重采样后，频带[1-xB,1+xB]内的信号(如果存在的话)会混入基带信号的频带范围内，造成干扰。而频带[1-xB,1+xB]内的信号正是由频带
Figure BDA0002620520390000011
内的信号经过x倍抽取后得到的。因此，频带
Figure BDA0002620520390000012
就是干扰信号的分布区间。
当x在区间[1,2]上任意取值时，干扰信号的频带范围是所有频带区间
Figure BDA0002620520390000021
的并集，即
Figure BDA0002620520390000022
其中，∪表示集合的并集。因此，为了保证基带信号在抽取后不受其他信号的干扰，抽取器需要滤出频带
Figure BDA0002620520390000023
内的所有信号。
发明内容
针对上述现有技术不足，本发明提供一种用于1～2倍间任意倍数抽取的抗干扰抽取器及其设计方法，通过该方法设计的抽取器结构简单，实现方便，且能够有效抑制干扰。
为了实现本发明的目的，拟采用以下方案：
一种用于1～2倍间任意倍数抽取的抗干扰抽取器的设计方法，其特征在于，所述抗干扰抽取器，包括：抗混叠低通滤波器和多项式插值滤波器；
所述设计方法，包括步骤：
S100，确定抗混叠低通滤波器和多项式插值滤波器的设计参数，包括步骤：
根据输入信号的归一化带宽确定抗混叠低通滤波器的通带截止频率和多项式插值滤波器的通带截止频率；
在预定频率范围内选取两个频率值，根据其中一个频率值确定抗混叠低通滤波器的阻带截止频率，根据其中另一个频率值确定多项式插值滤波器的第一阻带频率范围；
确定多项式插值滤波器使用的多项式的个数和阶数；
S200，计算抗混叠低通滤波器和多项式插值滤波器的系数；
S300，分别计算出抗混叠低通滤波器和多项式插值滤波器的幅频响应，将抗混叠低通滤波器的幅频响应与多项式插值滤波器的幅频响应按频点对应相乘，得到抗干扰抽取器的幅频响应；
S400，判断抗干扰抽取器的幅频响应在干扰频带内的干扰抑制能力是否达到预设的干扰抑制水平阈值：
若未达到，则返回步骤S100，重新执行步骤S100～S400；
若达到，则所述抗干扰抽取器设计成功。
进一步，步骤S100中，抗混叠低通滤波器的通带截止频率
Figure BDA0002620520390000031
和多项式插值滤波器的通带截止频率
Figure BDA0002620520390000032
均等于输入信号的归一化带宽B，即
Figure BDA0002620520390000033
进一步，步骤S100中，在频率范围
Figure BDA0002620520390000034
内选取两个频率值Δf1和Δf2，令抗混叠低通滤波器的阻带截止频率为
Figure BDA0002620520390000035
多项式插值滤波器的第一阻带频率范围为[1-Δf2,1+Δf2]。
进一步，步骤S400中，干扰频带为：
Figure BDA0002620520390000036
一种用于1～2倍间任意倍数抽取的抗干扰抽取器，其特征在于，包括：
抗混叠低通滤波器，用于滤除干扰频带内的部分干扰信号；及
多项式插值滤波器，与抗混叠低通滤波器连接，用于与抗混叠低通滤波器协作，对干扰频带内的剩余部分干扰信号进行滤除，并通过重采样的方式实现对信号的1～2倍抽取；
抗干扰抽取器通过前文所述的用于1～2倍间任意倍数抽取的抗干扰抽取器的设计方法获得。
本发明实施例的有益效果在于：
通过本发明的设计方法获得的用于1～2倍间任意倍数抽取的抗干扰抽取器，解决了现有技术在进行1～2倍抽取后，在某个特定频带内的干扰信号会混入基带信号的频带内造成干扰的问题，有效抑制了干扰，结构简单，实现方便。
附图说明
本文描述的附图只是为了说明所选实施例，而不是所有可能的实施方案，更不是意图限制本发明的范围。
图1为实现多项式插值运算的I型Farrow滤波器，其中，N＝N1+N2+1是多项式的个数，M是多项式的阶数。
图2为实现多项式插值运算的II型Farrow滤波器，其中，N＝N1+N2+1是多项式的个数，M是多项式的阶数。
图3为多项式插值滤波器进行1～2倍抽取时出现的邻道干扰现象示意图。
图4为本发明所述的用于1～2倍间任意倍数抽取的抗干扰抽取器的结构图。
图5为本发明一个抗干扰抽取器设计实例的幅频响应。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，就本发明所阐述的方法给出一个用于1～2倍间任意倍数抽取的抗干扰抽取器的设计实例。
本发明提供的用于1～2倍间任意倍数抽取的抗干扰抽取器的结构图，如图4所示，所述抗干扰抽取器包括抗混叠低通滤波器和多项式插值滤波器。
本发明提供的用于1～2倍间任意倍数抽取的抗干扰抽取器的设计方法实例如下：
1、确定输入信号的归一化带宽B。
在本实例中，取输入信号的归一化带宽为0.12，即B＝0.12。
2、确定抗干扰抽取器对干扰信号的抑制水平。
在本实例中，取干扰抑制水平为50dB。
3、联合设计抗混叠低通滤波器和多项式插值滤波器的系数。
3.1、确定抗混叠低通滤波器和多项式插值滤波器的设计参数。
a、抗混叠低通滤波器的通带截止频率
Figure BDA0002620520390000051
和多项式插值滤波器的通带截止频率
Figure BDA0002620520390000052
等于输入信号的归一化带宽，即
Figure BDA0002620520390000053
b、在频率范围[0.12,0.38)内选取两个频率值：Δf1＝0.175和Δf2＝0.2425。令抗混叠低通滤波器的阻带截止频率为
Figure BDA0002620520390000054
多项式插值滤波器的第一阻带频率范围为[1-Δf2,1+Δf2]，即[0.75752,1.2425]。
c，确定多项式插值滤波器使用的多项式的个数N和阶数M。在本实例中，取N＝4，M＝3。
3.2、基于最小二乘准则或者最佳一致逼近准则，计算抗混叠低通滤波器和多项式插值滤波器的系数。在本实例中，根据最小二乘准则计算出的抗混叠低通滤波器的系数为
Figure BDA0002620520390000061
多项式插值滤波器的系数有两种：
在本实例中，根据最小二乘准则计算出的用于I型Farrow滤波器的系数为
Figure BDA0002620520390000062
用于II型Farrow滤波器的系数为
Figure BDA0002620520390000063
3.3、计算抗干扰抽取器的幅频响应。
首先，分别计算出抗混叠低通滤波器和多项式插值滤波器的幅频响应。
然后，将它们的幅频响应按频点对应相乘，得到抗干扰抽取器的幅频响应。
在本实例中，抗干扰抽取器的幅频响应如图5所示。
3.4、判断抗干扰抽取器的幅频响应在干扰频带
Figure BDA0002620520390000064
内的干扰抑制能力是否达到设计要求。
如图5所示为本实施例的抗干扰抽取器的幅频响应。
图中实线表示的是抗干扰抽取器的幅频响应，虚线表示的是多项式插值滤波器的幅频响应。
从图中可以看出，抗干扰抽取器在干扰频带[0.38,1.12](图中两根黑色竖线之间的区域)内的功率增益＜-50dB，即干扰抑制能力达到了50dB以上，满足设计要求。因此，可以有效的抑制干扰信号。
而多项式插值滤波器在输入信号的邻近频带[0.38,0.5]内的功率增益为＞-8dB，对干扰信号的抑制效果不佳。
以上仅为本发明的优选实施例，并不表示是唯一的或是限制本发明。本领域技术人员应理解，在不脱离本发明的范围情况下，对本发明进行的各种改变或同等替换，均属于本发明保护的范围。

Claims (5)

1.一种用于1～2倍间任意倍数抽取的抗干扰抽取器的设计方法，其特征在于，所述抗干扰抽取器，包括：抗混叠低通滤波器和多项式插值滤波器；
所述设计方法，包括步骤：
S100，确定抗混叠低通滤波器和多项式插值滤波器的设计参数，包括步骤：
根据输入信号的归一化带宽确定抗混叠低通滤波器的通带截止频率和多项式插值滤波器的通带截止频率；
在预定频率范围内选取两个频率值，根据其中一个频率值确定抗混叠低通滤波器的阻带截止频率，根据其中另一个频率值确定多项式插值滤波器的第一阻带频率范围；
确定多项式插值滤波器使用的多项式的个数和阶数；
S200，计算抗混叠低通滤波器和多项式插值滤波器的系数；
S300，分别计算出抗混叠低通滤波器和多项式插值滤波器的幅频响应，将抗混叠低通滤波器的幅频响应与多项式插值滤波器的幅频响应按频点对应相乘，得到抗干扰抽取器的幅频响应；
S400，判断抗干扰抽取器的幅频响应在干扰频带内的干扰抑制能力是否达到预设的干扰抑制水平阈值：
若未达到，则返回步骤S100，重新执行步骤S100～S400；
若达到，则所述抗干扰抽取器设计成功。
2.根据权利要求1所述的用于1～2倍间任意倍数抽取的抗干扰抽取器的设计方法，其特征在于，步骤S100中，抗混叠低通滤波器的通带截止频率
Figure FDA0002620520380000013
和多项式插值滤波器的通带截止频率
Figure FDA0002620520380000011
均等于输入信号的归一化带宽B，即
Figure FDA0002620520380000012
3.根据权利要求1所述的用于1～2倍间任意倍数抽取的抗干扰抽取器的设计方法，其特征在于，步骤S100中，在频率范围
Figure FDA0002620520380000021
内选取两个频率值Δf1和Δf2，令抗混叠低通滤波器的阻带截止频率为
Figure FDA0002620520380000022
多项式插值滤波器的第一阻带频率范围为[1-Δf2,1+Δf2]。
4.根据权利要求1所述的用于1～2倍间任意倍数抽取的抗干扰抽取器的设计方法，其特征在于，步骤S400中，干扰频带为：
Figure FDA0002620520380000023
5.一种用于1～2倍间任意倍数抽取的抗干扰抽取器，其特征在于，包括：
抗混叠低通滤波器，用于滤除干扰频带内的部分干扰信号；及
多项式插值滤波器，与抗混叠低通滤波器连接，用于与抗混叠低通滤波器协作，对干扰频带内的剩余部分干扰信号进行滤除，并通过重采样的方式实现对信号的1～2倍抽取；
所述抗干扰抽取器通过如权利要求1～4中任意一项所述的用于1～2倍间任意倍数抽取的抗干扰抽取器的设计方法获得。
CN202010781798.3A 2020-08-06 2020-08-06 用于1~2倍间任意倍数抽取的抗干扰抽取器及其设计方法 Active CN111835314B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010781798.3A CN111835314B (zh) 2020-08-06 2020-08-06 用于1~2倍间任意倍数抽取的抗干扰抽取器及其设计方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010781798.3A CN111835314B (zh) 2020-08-06 2020-08-06 用于1~2倍间任意倍数抽取的抗干扰抽取器及其设计方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111835314A true CN111835314A (zh) 2020-10-27
CN111835314B CN111835314B (zh) 2023-06-13

Family

ID=72920170

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010781798.3A Active CN111835314B (zh) 2020-08-06 2020-08-06 用于1~2倍间任意倍数抽取的抗干扰抽取器及其设计方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111835314B (zh)

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5987145A (en) * 1996-11-08 1999-11-16 Lawton; Jeffrey C. Digital audio equalizer
EP1160978A1 (en) * 2000-05-29 2001-12-05 Sony International (Europe) GmbH Digital filter
US20050213680A1 (en) * 2004-03-26 2005-09-29 Atungsiri Samuel A Receiver
US20070041116A1 (en) * 2005-08-19 2007-02-22 Sony Corporation Tap coefficient determining method and apparatus, and digital signal phase locking method and apparatus
CN101257482A (zh) * 2008-01-31 2008-09-03 清华大学 数字基带可变速率转换调制***的实现方法和实现装置
CN101719769A (zh) * 2009-11-20 2010-06-02 中国电子科技集团公司第四十一研究所 一种任意抽取滤波装置
CN103297091A (zh) * 2013-05-10 2013-09-11 中国科学院微电子研究所 一种电力线通信发射***及接收***
US20140003561A1 (en) * 2012-06-27 2014-01-02 Andrew Llc Canceling Narrowband Interfering Signals in a Distributed Antenna System
US20150333732A1 (en) * 2014-05-13 2015-11-19 Hong Kong Applied Science And Technology Research Institute Co., Ltd. Compensation filter for cascaded-integrator-comb decimator
CN105490665A (zh) * 2015-12-14 2016-04-13 四川安迪科技实业有限公司 一种最优指数幂多项式插值滤波器系数的计算方法
CN106059530A (zh) * 2016-05-25 2016-10-26 东南大学 一种频率响应与系数量化位数弱相关的半带滤波器结构
CN108051785A (zh) * 2017-11-24 2018-05-18 电子科技大学 宽带数字阵列雷达接收通道的优化设计方法
CN108763720A (zh) * 2018-05-23 2018-11-06 成都玖锦科技有限公司 采样率可任意下调的ddc的实现方法
CN109541646A (zh) * 2018-12-27 2019-03-29 中国电子科技集团公司第二十研究所 一种大增益卫星导航天线抗干扰处理方法

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5987145A (en) * 1996-11-08 1999-11-16 Lawton; Jeffrey C. Digital audio equalizer
EP1160978A1 (en) * 2000-05-29 2001-12-05 Sony International (Europe) GmbH Digital filter
US20050213680A1 (en) * 2004-03-26 2005-09-29 Atungsiri Samuel A Receiver
US20070041116A1 (en) * 2005-08-19 2007-02-22 Sony Corporation Tap coefficient determining method and apparatus, and digital signal phase locking method and apparatus
CN101257482A (zh) * 2008-01-31 2008-09-03 清华大学 数字基带可变速率转换调制***的实现方法和实现装置
CN101719769A (zh) * 2009-11-20 2010-06-02 中国电子科技集团公司第四十一研究所 一种任意抽取滤波装置
US20140003561A1 (en) * 2012-06-27 2014-01-02 Andrew Llc Canceling Narrowband Interfering Signals in a Distributed Antenna System
CN103297091A (zh) * 2013-05-10 2013-09-11 中国科学院微电子研究所 一种电力线通信发射***及接收***
US20150333732A1 (en) * 2014-05-13 2015-11-19 Hong Kong Applied Science And Technology Research Institute Co., Ltd. Compensation filter for cascaded-integrator-comb decimator
CN105490665A (zh) * 2015-12-14 2016-04-13 四川安迪科技实业有限公司 一种最优指数幂多项式插值滤波器系数的计算方法
CN106059530A (zh) * 2016-05-25 2016-10-26 东南大学 一种频率响应与系数量化位数弱相关的半带滤波器结构
CN108051785A (zh) * 2017-11-24 2018-05-18 电子科技大学 宽带数字阵列雷达接收通道的优化设计方法
CN108763720A (zh) * 2018-05-23 2018-11-06 成都玖锦科技有限公司 采样率可任意下调的ddc的实现方法
CN109541646A (zh) * 2018-12-27 2019-03-29 中国电子科技集团公司第二十研究所 一种大增益卫星导航天线抗干扰处理方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
孙伟等: "一种基于射频采样的数字下变频设计及其FPGA实现", 《第五届中国卫星导航学术年会电子文集》, pages 1 - 5 *
赵伟等: "基于FPGA 的新型抗混叠CIC抽取滤波器的设计", 《大连海事大学学报》, vol. 33, no. 1, pages 99 - 101 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN111835314B (zh) 2023-06-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2021136101A1 (zh) 滤波器系数确定方法、装置和数字das***
US8369809B2 (en) Crest factor reduction
US20020163979A1 (en) Narrowband gain control of receiver with digital post filtering
Latha et al. FPGA implementation of polyphase CIC based multistage filter for digital receivers
CN110208755B (zh) 一种基于fpga的动态雷达回波数字下变频***及方法
US20040036637A1 (en) Methods of receiving communications signals including a plurality of digital filters having different bandwidths and related receivers
CN115473512A (zh) 一种基于多相滤波器组结构的并行定时同步方法
CN111431560A (zh) 一种基于iir滤波器的抗强干扰装置及方法
CN111835314A (zh) 用于1~2倍间任意倍数抽取的抗干扰抽取器及其设计方法
CN102694563A (zh) 一种用于声音信号的数字解调下变频***及方法
CN112511180B (zh) 基带信号镜像干扰抑制方法
CN111769845B (zh) 一种加权叠加信道化方法
CN112350739B (zh) 可变带宽的信道信号获取方法及可变带宽信道化***
CN108768414B (zh) 一种信道提取器及软件无线电接收机
CN109039379B (zh) 电力线通信信号滤波方法
CN109586763B (zh) 一种电子通信***中扩频信号的去噪方法及其去噪***
US9124467B2 (en) Receiver gain adjustment to reducing an influence of a DC offset
CN108427032B (zh) 一种频谱分解方法及频时反演方法
CN115967404A (zh) 一种数字信道化方法及***
CN114257285B (zh) 一种通感一体化基站感知信号滤波方法及***
Jayaprakasan et al. Design of CIC based decimation filter structure using FPGA for WiMAX applications
EP3827522A1 (en) Filter modelling for pim cancellation
CN111585610B (zh) 相干快跳频信号的数字滤波方法及装置
JP5114870B2 (ja) フィルタ回路、フィルタリング方法およびコンピュータプログラム
CN106571790A (zh) 一种cic滤波器通带平坦性补偿滤波器设计方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant