本發(fā)明涉及數(shù)字信號處理領(lǐng)域，具體涉及一種可變級數(shù)的網(wǎng)絡(luò)分析儀濾波算法，一般用于多速率信號接收機(jī)結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

當(dāng)前，數(shù)字下變頻是軟件無線電的核心技術(shù)，它在移動通信，數(shù)字廣播，電視等領(lǐng)域具有非常重要的應(yīng)用價(jià)值。隨著采樣速率的提高，采樣后數(shù)據(jù)流的速率變得很高，導(dǎo)致后續(xù)信號處理速度跟不上，因此需要對模數(shù)轉(zhuǎn)換器后的數(shù)據(jù)流進(jìn)行降速處理。這需要很大的抽取因子，CIC濾波器可以控制抽取因子的變化，半帶濾波器可以把采樣速率降低一半，而單個的FIR濾波器不能降低采樣速率，因此需要和CIC濾波器或半帶濾波器的配合使用。N級CIC濾波器相比于單級CIC濾波器，通帶頻率范圍減小，旁瓣衰減更多，對通帶以外的噪聲抑制更強(qiáng)，從而減少噪聲對有用信號的干擾；如何采用結(jié)構(gòu)簡單、處理高效的低通濾波器來滿足工程實(shí)現(xiàn)的具體要求，就是抽取能否實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵所在。而一種可變級數(shù)的網(wǎng)絡(luò)分析儀濾波算法采用2級或3級CIC濾波器和FIR濾波器的結(jié)構(gòu)方式，CIC濾波器結(jié)構(gòu)簡單，沒有乘法器，只有加法器，積分器和寄存器，性能較好，已經(jīng)被證明是在高速抽取系統(tǒng)中非常有效的高分解速率濾波器，并且可以根據(jù)實(shí)際情況決定抽取因子的大小。再加上FIR低通濾波器，采用高階FIR濾波系數(shù)，濾波形狀有很多清晰的旁瓣并確保帶寬的一半處衰減3db。

本發(fā)明對網(wǎng)絡(luò)分析儀數(shù)字下變頻中的數(shù)字濾波提出一種濾波算法，該濾波算法提供帶外抑制衰減更多，軌跡噪聲小，數(shù)據(jù)掃描速度更快的濾波器，適用于大部分的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種可變級數(shù)的網(wǎng)絡(luò)分析儀濾波算法，該濾波算法提供帶外抑制衰減更多，軌跡噪聲小，數(shù)據(jù)掃描速度更快的濾波器，適用于大部分的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)，解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種可變級數(shù)的網(wǎng)絡(luò)分析儀濾波算法，所述可變級數(shù)的網(wǎng)絡(luò)分析儀濾波算法采用N級CIC和FIR的濾波結(jié)構(gòu)，N級CIC濾波器系統(tǒng)函數(shù)表示為其中，N為CIC濾波級數(shù)，M為CIC濾波抽取倍數(shù)；FIR濾波輸出y(n)可表示為輸入序列x(n)與單位取樣響應(yīng)h(n)的線性卷積，表示為其中L代表輸入FIR濾波的數(shù)據(jù)個數(shù)。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：對不同處理器的內(nèi)核資源，采用不同級聯(lián)數(shù)的CIC濾波器。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：對于同一個帶寬，不同級數(shù)的CIC濾波采用匹配的抽取倍數(shù)并抽取匹配的數(shù)據(jù)長度。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：對于相同級數(shù)的CIC濾波，主瓣高度保持一致。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：FIR濾波結(jié)構(gòu)采用FIR低通濾波器，其包括，通帶、阻帶和過渡帶，通帶范圍內(nèi)通過系統(tǒng)所需的頻率信號，阻帶范圍內(nèi)抑制噪聲及無用頻率信號。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：用Matlab軟件對FIR濾波進(jìn)行仿真，仿真窗函數(shù)采用kaiser窗，kaiser窗是高級窗函數(shù)，由零階貝塞爾函數(shù)I₀(x)構(gòu)成，修改β的值來改變主瓣的寬度和旁瓣的衰減度。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：對于各個帶寬的FIR濾波器仿真，使用高階濾波，輸入FIR濾波結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)個數(shù)大于FIR濾波系數(shù)個數(shù)。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：可變中頻帶寬通過查表快速切換。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明提供一種可變級數(shù)的網(wǎng)絡(luò)分析儀濾波算法，采用N級CIC濾波器和FIR濾波器結(jié)構(gòu)；N級CIC濾波相比單級CIC濾波，通帶頻率范圍減少，旁瓣衰減更多；對噪聲的抑制更強(qiáng)，從而減少噪聲對有用信號的干擾；采用FIR高階濾波器，濾波形狀有很多清晰的旁瓣并確保帶寬的一半處衰減3db；總之，一種可變級數(shù)的網(wǎng)絡(luò)分析儀濾波算法與傳統(tǒng)的濾波算法相比提供軌跡噪聲小，帶外抑制衰減增多，數(shù)據(jù)掃描速度更快的濾波器，適用于大部分的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明多速率信號接收機(jī)結(jié)構(gòu)圖。

圖2為本發(fā)明N級CIC濾波器結(jié)構(gòu)圖。

圖3為本發(fā)明1k濾波器波形圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式對本專利的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)地說明。

如圖1、2和3所示，本實(shí)施例提供一種可變級數(shù)的網(wǎng)絡(luò)分析儀濾波算法：包括以下內(nèi)容：

該種可變級數(shù)的網(wǎng)絡(luò)分析儀濾波算法采用N級CIC和FIR的濾波結(jié)構(gòu)，N級CIC濾波器系統(tǒng)函數(shù)可表示為其中，N為CIC濾波級數(shù)，M為CIC濾波抽取倍數(shù)，如圖2所示CIC濾波器由累加部分，抽取部分和梳妝部分組成，fs為數(shù)據(jù)采樣速率，經(jīng)過R倍抽取后，采樣速率降低為fs/R；FIR濾波輸出y(n)可表示為輸入序列x(n)與單位取樣響應(yīng)h(n)的線性卷積，可表示為其中L代表輸入FIR濾波的數(shù)據(jù)個數(shù)；

該濾波算法對不同處理器的內(nèi)核資源，采用不同級聯(lián)數(shù)的CIC濾波器，例如ADSP52系列的526最大指令速率為400M，而527的最大指令速率為600M，因此選擇不同級聯(lián)數(shù)的CIC濾波器；對于同一個帶寬，不同級聯(lián)數(shù)的CIC濾波采用一定的抽取倍數(shù)并抽取一定的數(shù)據(jù)長度，有利于在同種帶寬的情況下，不同級聯(lián)數(shù)的CIC濾波波形做一些性能上的對比，也證實(shí)該濾波算法的統(tǒng)一性；對于相同級數(shù)的CIC濾波，主瓣高度保持一致，對于不同帶寬的CIC濾波，主瓣高度保持不一致，無法正確的觀察濾波器的性能指標(biāo)；FIR濾波結(jié)構(gòu)采用FIR低通濾波器，其包括，通帶、阻帶和過渡帶，通帶范圍內(nèi)通過系統(tǒng)所需的頻率信號，阻帶范圍內(nèi)抑制噪聲及無用頻率信號；用Matlab軟件對FIR濾波進(jìn)行仿真，仿真窗函數(shù)采用kaiser窗，kaiser窗是高級窗函數(shù)，由零階貝塞爾函數(shù)I₀(x)構(gòu)成，可以修改β的值來改變主瓣的寬度和旁瓣的衰減度；對于各個帶寬的FIR濾波器仿真，使用高階濾波，輸入FIR濾波結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)個數(shù)大于FIR濾波系數(shù)個數(shù)，高階濾波，可以清楚的看見濾波旁瓣，讓濾波形狀呈現(xiàn)一個優(yōu)美的弧狀；最后，該算法能夠適用很多帶寬，例如，10k，1k，100hz等，而這些帶寬可以通過查表快速切換，如圖3所示，再1k帶寬下，一種可變級數(shù)的網(wǎng)絡(luò)分析儀濾波算法呈現(xiàn)的濾波器波形圖，中心頻率在150hz處，150hz左右0.5k的頻率范圍為通帶，衰減3db，旁瓣數(shù)多且弧狀優(yōu)美。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明提供一種可變級數(shù)的網(wǎng)絡(luò)分析儀濾波算法，采用N級CIC濾波器和FIR濾波器結(jié)構(gòu)。N級CIC濾波相比單級CIC濾波，通帶頻率范圍減少；旁瓣衰減更多；對噪聲的抑制更強(qiáng)，從而減少噪聲對有用信號的干擾；采用FIR高階濾波器，濾波形狀有很多清晰的旁瓣并確保帶寬的一半處衰減3db?？傊?，一種可變級數(shù)的網(wǎng)絡(luò)分析儀濾波算法與傳統(tǒng)的濾波算法相比提供帶外抑制衰減更多，軌跡噪聲小，數(shù)據(jù)掃描速度更快的濾波器，適用于大部分的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)。

對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個實(shí)施方式僅包含一個獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。