CIC滤波器能够高效地实现内插或抽取,是无线通信的常用模块。传统的CIC
滤波器通带平坦性差、阻带衰减不充分,不能直接用于信号带宽大,数据速率
高的WiMAX系统。针对这一问题,文中在比较现有的部分改进方法的基础上,
提出用一个以等波纹逼近法设计的,频响为反sinc函数的FIR数字滤波器来补偿
WiMAX系统中的CIC。以实现WiMAX系统的数字下变频为例,仿真结果表明,经
补偿后的CIC滤波器通带和阻带性能均得到改善,能够有效地应用于WiMAX系统
WiMAX系统中,CIC(Continuous Interpolation Filter,连续插值滤波器)滤波器是一种常见的用于采样率转换的模块,它以其简单的结构和高效的运算能力在无线通信领域广泛应用。然而,CIC滤波器本身存在一些局限性,如通带平坦性不佳和阻带衰减不足,这使得在高带宽、高速率的WiMAX系统中,直接使用CIC滤波器可能无法满足性能需求。
CIC滤波器主要由积分器和梳状滤波器两部分构成,其工作原理是通过级联多个这样的单元来实现抽取或内插。对于抽取滤波器,CIC滤波器的传递函数可表示为单级积分器和梳状滤波器的乘积,其幅频特性呈现出周期性的 sinc 函数形式。由于这种特性,CIC滤波器的旁瓣电平较高,阻带衰减不够理想,需要进一步优化。
针对CIC滤波器的不足,有多种改进方法,如多级级联和ISOP(Interpolating Second Order Product)滤波器补偿。多级级联可以增强阻带衰减,但会增加通带波动,限制了滤波器的带宽。因此,通常会选择级联5级以平衡性能和复杂度。
ISOP滤波器是一种用于补偿CIC滤波器通带性能的方法,它通过级联CIC滤波器,以改善通带的平坦性和过渡带的陡峭度。这种方法虽然可以提升通带性能,但可能会增加系统的复杂性。
文章中提出了一种新的补偿策略,即使用等波纹逼近法设计的FIR(Finite Impulse Response,有限冲击响应)数字滤波器,其频响与CIC滤波器的频响成反比。这种FIR滤波器以反sinc函数为目标,目的是抵消CIC滤波器的缺陷。通过这种方式,CIC滤波器的通带和阻带性能均得到显著改善,更适合于WiMAX系统中的数字下变频应用。
在WiMAX系统的数字中频模块中,数字上下变频是核心部分,而CIC滤波器的性能直接影响到这一过程的效率和系统的实时处理能力。因此,通过补偿设计的CIC滤波器不仅可以提供更好的频率选择性,还能作为内插或抽取滤波器,有助于提升整个WiMAX系统的整体性能。
CIC滤波器在WiMAX系统中的补偿设计是一个关键问题,通过合理的选择和优化,可以克服其固有的缺点,满足高带宽、高速率通信的需求。等波纹逼近法设计的FIR滤波器补偿方案提供了一个有效的解决途径,实现了对CIC滤波器性能的显著提升。