成型滤波

2011-08-06 00:06:12| 分类： 通信技术 |字号 订阅
我想请问一个基础的问题，成型滤波的目的是什么呢？在实际中一般是如何操作的呢，比如在ofdm的FPGA实现中，这个是怎么做的呢？

一：

目的：
矩形基带脉冲有两个缺陷
1。码平衡性好的得已调信号，功率谱形状由几代脉冲形状决定，矩形脉冲带外能量太多，ACPR不好。
2。通过带限系统后ISI严重

操作
调制之前滤波，一般是采用FIR滤波器

OFDM系统中
一般是不能进行成型滤波的，会破坏子载波正交性
当然也有用成型滤波的，如高斯滤波器，但需要频域均衡。

二：

补充一点。
根升余弦滤波器是比较常用的一种成形滤波器，因为升余弦滤波器是一种在理论上可以完全消除ISI的奈奎斯特滤波器，而通常发射端和接收端都需要置成形滤波器，因此使用根升余弦滤波器，二者的冲激响应的卷积为升余弦滤波器。
成形滤波器是用根据其冲激响应得到FIR滤波器，对基带信号做FIR滤波，工程应用中常常在成形滤波的同时对基带信号进行内插。

三：

不是说通常发射端和接收端都需要置成型滤波，接收端的滤波器从原理上说是匹配滤波器。既然是匹配滤波器，那么其时域脉冲响应与发射波形之间需要满足反折的关系。如果发射波形关于y轴对称，则匹配滤波器时域脉冲响应也关于y轴对称，且波形与发射波形完全一致。Nyquist定理告诉我们如果发射、信道、接收所有滤波环节综合起来的等效滤波器为升余弦滤波器，则接收端ISI free(前提：采样时刻精确)。结合前面关于波形的分析，如果取发射端成型滤波器为根升余弦滤波器，则接收端使用的匹配滤波器正好也是同样的根升余弦滤波器，且这样的搭配在AWGN信道下是ISI free的。当然，实际系统中信道或许不是AWGN，但也没关系，成型滤波和匹配滤波这部分不变，信道带来的失真交由后端的均衡器处理。

模拟滤波器很难实现精准的根升余弦滤波，所以放在数字域实现，即发射端基带数据送DAC之前就已经做了成型滤波。数字基带系统中，信源是数字的，信息速率等于采样率。在这样的采样率下是无法进行成型滤波的，因为成型滤波需要展宽带宽，会引起频谱混叠。于是成型滤波前需要进行过采样，而根升余弦滤波器的采样率等于过采样之后的速率，这就导致送DAC的数据率高于信源的速率，其比例等于过采样率。

由于采样率的提升，给滤波器实现造成了更大的压力，尤其对于高速系统，所以工程上常采用polyphase结构实现成型滤波。但是无论滤波器如何实现，对DAC更高速率的要求是不会减轻的。现在已经有内置并串转换的DAC，非常适合polyphase结构的滤波器。