基带成形滤波器的数字设计与实现
基带成形滤波器的数字设计与实现
基带成形滤波器的数字设计与实现王顶;刘智朋;赵颐轩【摘要】Based on the principle of the baseband shaping filter, a digital realization mathod of the baseband shaping filter is introduced. First of all, by using MATLAB, this scheme gets the simulation data of the signal shaped and stores this data in FPGA. And then, it realizes the function of digital baseband shaping filter by using the operation of looking up the table. This paper also uses the MODESiM to give the simulation outcome of the signal shaped. And this outcome demonstrates that the baseband shaping filter designed by this scheme can perfectly achieve the shaping performance of the signal in the communication system.%根据基带成型滤波器的工作原理，文中设计出了一种基带成型．滤波器的数字实现方案。
该方案首先运用MATALB仿真工具得到信号基带成型后的仿真数据，并将仿真数据存储在FPGA中。
然后通过查表操作实现了数字基带成型滤波器的功能。
文中还给出了通过MODELSIM得到的信号基带成型后的仿真结果，仿真结果表明，由该方案所设计的基带成型滤波器可以很好地完成通信系统中信号的成型特性。
基于DSP的基带成型滤波器设计
基带脉冲成形滤波器
基带脉冲成形滤波器一基本原理基带脉冲成形滤波器实际上是一个内插滤波器上图为一内插器，内插M（码元间差M-1个0），增加数模转换的精度，脉冲成形滤波器h(t),使得码元成形，消除码间干扰，并且能压缩频谱，在基带中h(t)可视为发送滤波器，直接将成形波形发射出去，在频带中经过调制后发射出去。
一般选择发端的脉冲成形滤波器具有根升余弦特性。
升余弦滚降函数为：α=W2/W1为滚降系数。
TS为码元间隔。
二MATLAB仿真Fd=1;Fs=8;Delay=3;R=0.5;[yf,tf]=rcosine(Fd,Fs,'fir',R,Delay);%将原始信号内插后通过升余弦滚降滤波器后的输出figure(1)plot(yf);grid;xlabel('Time');ylabel('Amplitude');title('升余弦滚降滤波器');x=randint(100,1)*2-1;%原始输入信号为+1，-1码xt=zeros(1,800);xt(1:8:end)=x;y=filter(yf,tf,xt);yt=y((size(yf)+1)/2:8:end);figure(2);stem(yt(1:40));title('抽取后输出')grid;figure(3);stem(x(1:40));title('原始信号输出')figure(4)plot(y(1:100));title('滤波后输出')grid;三.硬件实现方法1.用数字滤波器设计脉冲成形滤波器时关键是抽头系数的确定，可以根据h(t)采样得到。
方法2.利用MATLAB中的FDATOOL工具对升余弦滚降滤波器进行设计。
附：用FPGA实现的波形如下：y = fmmod(x,Fc,Fs,freqdev)- y：调制后的输出的时域信号数据；- x：输入的时域数据；- Fc：调制载波频率。
CDMA20001x基带成形滤波器_一种低复杂度的设计和实现
第20卷 第3期电子测量与仪器学报Vol .20 No .3JO URNAL OF ELECTRON I C 2006年6月 MEASURE MENT A ND I N STRUMENT67 本项目为中国科学院创新项目基金资助项目(编号:KG CX2-S W -108)。
本文于2005年5月收到。
吴明森:博士研究生;梁继业:博士研究生;刘海涛:研究员,博导。
CD MA20001x 基带成形滤波器———一种低复杂度的设计和实现吴明森 梁继业 刘海涛(中科院上海微系统与信息技术研究所,上海200050) 摘 要:本文采用查找表法实现了cd m a20001x 脉冲成形滤波器,相对于传统的滤波器设计方法,本文充分利用了滤波器系数对称的特性,并考虑到4倍过采样是采用内插三个零来完成这一特点,巧妙设计了数据查找存储表,节省了大量硬件资源。
整个系统用veril og HDL 语言RTL 级描述。
系统经过了FPGA 验证并给出了仿真结果。
关键词:cd m a20001x ,查找表,内插,verilog HDL ,基带脉冲成形滤波器A Low -co mplexity Design and I mp le m ent of Baseband Pulse Shap i n g F ilter in CD M A20001x Syste mW u M ing sen Liang Ji y e Liu H a itao(Shanghai Instit ute o fM icrosyste m and Infor m ati on T echno legy ,CA S ,Shangha i 200050,Chi na )Abst ract :In this pape r ,a m e t h od to desi g n and i m ple m ent of baseband pluse shaping filter in cdm a20001x sy ste m based on Look -Up Tab le is proposed .C onside ring the coefficient sy mm e try of t h e filter and interposition of 3zeros fo r t h e oversa mp led rate of four fo ld ,the desi g n is e fficient co m pared to the conven tiona ldesign way .Becauset h e ex tra sa m p l e po ints added are ze r os ,they do not contribute to the outpu.t The nove l desi g n reduces the chip r e -sourecesm uch.The syste m is de scri b ed i n verilog HDL and is ve rified w it h X ili n x FPGA..The i m ple m ented circu it is si m u lated and t h e result show s tha t the circuitw or ks reliab l y .keyw ords :cdm a20001x ,Look -Up Table ,in t e r position ,veriog HDL ,baseband pu lse shaping filter . cdm a2000是第三代移动通信中最具有竞争力的标准之一。
bpsk基带滤波成型matlab
BPSK（二进制相移键控）是一种数字调制技术，它在通信系统中被广泛应用。
在BPSK系统中，数字信息被转换为二进制信号，然后通过相移键控技术进行调制，最终发送到接收端。
对于BPSK调制技术来说，基带滤波是非常重要的一环。
基带滤波的作用是对调制后的信号进行滤波、成型，以便在传输过程中降低噪声干扰，提高信号质量。
在MATLAB中，我们可以通过编程来实现BPSK基带滤波成型，下面我们来介绍具体的实现方法。
1. 确定滤波器的类型在MATLAB中，我们首先要确定要使用的基带滤波器的类型。
常见的基带滤波器有升余弦滤波器（R本人sed Cosine Filter）和高斯滤波器（Gaussian Filter）。
这两种滤波器各有其特点，需要根据具体的通信系统要求来选择。
一般来说，升余弦滤波器在BPSK系统中应用较为广泛，因此我们可以选择使用升余弦滤波器来进行BPSK基带滤波成型。
2. 设计滤波器在MATLAB中，我们可以使用firrcos函数来设计升余弦滤波器。
该函数可以根据指定的抽样频率、滤波器长度、滚降因子等参数来自动计算滤波器的系数。
通过调用firrcos函数，我们可以得到滤波器的系数向量，从而实现对滤波器的设计。
3. 实现滤波成型设计好滤波器后，我们就可以通过滤波器对BPSK调制后的信号进行滤波成型了。
在MATLAB中，我们可以使用conv函数来实现滤波成型的运算。
具体步骤为：首先将BPSK调制后的信号与滤波器的系数向量进行卷积运算，然后对卷积结果进行归一化处理，最终得到滤波成型后的信号。
通过以上步骤，我们就可以在MATLAB中实现BPSK基带滤波成型的过程。
通过编程实现基带滤波成型，不仅可以加深对通信技术原理的理解，还可以为工程实践提供有力的支持。
希望本文介绍的内容能够对相关领域的研究和实践工作有所帮助。
BPSK（二进制相移键控）调制技术是一种常用的数字调制技术，在通信系统中起着重要的作用。
BPSK调制技术通过将数字信号转换为二进制信号，然后通过相移键控技术进行调制，将信号发送到接收端。
基带成形滤波器设计与实现
窦高奇
４０３） ３０ ３
（ 军工程大学通信工程系 海
摘
要
数字通信 系统中广泛采用平方根升余弦滚降数字滤波器作为基带成形滤波器 。首先介绍基带成型滤波 器基本 原理 ， 然后分析了
平方根升余弦滤波器的主要参数对其性能的影 响， 最后从频域角度 给出了平方根升余弦滤波器的一种设计方法和步骤， 并给出了仿真结果。 关键词 成形滤波器 ；平方根升余弦 ； 频域实现
总第 ２２ １ 期 ２１ 年第 ２ ０２ 期
舰 船 电 子 工 程
Ｓ ｉ ｅ ｔｏ ｉ Ｅ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ ｈ ｐ Ｅｌｃ ｒ ｎ ｃ ｎ ｉ ｅ ｒ ｎ
Ｖｏ ． ２ Ｎｏ ２ １３ ．
１３ １
基 带 成 形 滤 波 器 设 计 与 实 现
季 伟 周学 军 林海 涛
Ｋｅ ｏｒ ｓ ａ ｉｇ ｆｌｅ ，ｓ ｕ ｒ－ｏ ｔｒｉｅ ｏ ｉ ，ｆｅ ｕ ｎｃ ｏ ａｎ ｙ Ｗ ｄｓ ｈ ｐｎ ｉ ｒ ｑ ａ ｅｒ ｏ ａｓ ｄ ｃ ｓｎｅ ｒ ｑ ｅ ｙｄ ｍ ｉ ｔ
Ｃｌ ｓ ｍ ｂ ＴＮ９ １ ５ ａ ｓ Ｎｕ ｅｒ １ ．
１ 引 言
当基带调制 的矩形符 号脉 冲通 过限 带信道 时 ， 冲会 脉
２ 基 带 成 型 滤 波 器 基 本 原 理
Ｎｙ ｕｓ 准则表明任何滤波器只要其冲激响应 ｑｉ ｔ
，ｒ
在时 间上 延伸 ， 每个符 号 的脉 冲将 延伸 到相邻 符号 的时间
间隔 内 ， 这就会造 成符 号 间串扰 （Ｓ ） 并导 致接 收 机在 检 ＩＩ ， 测一个符 号时发生错误 的概 率增 大。一种简 单减少 ＩＩ Ｓ 的 方法是增加信道 宽度 ， 但是 ， 通信系统 的信道带 宽是 十分 有
第八讲数字成型滤波器的实现
1、脉冲成型的理论基础
升余弦滤波器的传递函数为 ：
0 f 1 / 2Ts
1 2Ts f 1 1 H RC f 1 cos 2 2 0
1 / 2Ts
1、脉冲成型的理论基础
P(t) h(t) P ( ) 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2
0
H(w)
＝ 0 ＝ 0.5
1.0
0.5
＝ 1
＝ 0.5 ＝ 0
＝ 1
/ 2T
/ T 3/ 2T 2/ T
－3
－2
－1
0
1
2
3
t/T
(a) 传递 函数
(b) 冲 激响 应
升余弦滤波器的频域传递函数及时域冲激响应
实验内容
（1）脉冲成型基础验证实验；观察不同滚降 系数的脉冲成型信号的时域波形及频谱；
（2）脉冲成型扩展实验：基于FPGA完成滚 降系数的升余弦滤波器对BPSK信号进行基 带调制。
实验内容1
脉冲成型基础实验
1）启动软件无线电实验平台－－》基础实验－－》 脉冲成型实验
2）选择“1”进入半正弦脉冲成形仿真实验窗。
• 按照以上同样的方法，观察并记录滚降系数为 0.5、0.8的升余弦滚降脉冲成型情况
实验内容2
脉冲成型扩展实验
扩展实验主要完成不同滚降系数的升余弦滤 波器对BPSK信号进行基带调制。
A、从系统平台界面程序进入―》扩展实验－》FPGA扩 展实验－》基带信号调制实验； B、在ISE中打开FPGA_modulate工程，在 modula_main.vhd中，确定
2、VHDL实现脉冲成型
16QAM基带成形滤波器的FPGA实现
16QAM 基带成形滤波器的FPGA 实现马娅娜，杜栓义，邱长兴西安电子科技大学 (710071)E-mail ：myn993@摘 要：本文给出了一种采用现场可编程门阵列（FPGA ）实现16QAM 成形的FIR 数字滤波器硬件电路的方案。
该方案基于分布式算法的思想，利用FPGA 丰富的查找表资源，从时域上对基带信号直接进行成形。
因为所采用的成形方法运算量小、精度高，所以适用于实时系统。
关键词：16QAM ; FPGA ; 基带信号成形; 分布式算法; 查找表1.引言近年来由于数字技术的发展,基带信号的频谱成形,可以通过数字方法进行, 基带数字成形滤波器具有高精度、高可靠性和高灵活性等优点; 同时还具有便于大规模集成、易于实现线性相位等特点。
实现基带数字成形的一般方法是分布式算法, 分布式算法可以极大地减少硬件电路的规模，提高电路的执行速度。
本文采用基于分布式算法思想的时域成形方法来实现16QAM 信号成形。
2.16QAM 调制原理[1]QAM 正交振幅调制是用两个独立的信号分别去调制同相与正交两个载波,QAM 已调信号可以表示为:2()Re[()()]()cos 2sin 2(1)c j f tm mc ms mc c ms c s t A jA g t eA g t f t A f tπππ=+=−式中和是承载信息的正交载波的信号幅度,是信号脉冲. mc A ms A ()g t 16QAM Modem 发送端经过16QAM 映射得到I 、Q 两路信号,送到脉冲成形滤波器限制发送信号的带宽,并有效的消除符号间干扰.3.分布式算法的基本原理[2]一个线性时不变网络的输出可以用下式表示：1()()(2)Nk k k y n A x n ==∑设k A 是已知常数（如滤波器系数、FFT 中的正弦/余弦基本函数等），()k x n 是变量，可以看作是n 时刻的第k 个采样输入数据，代表n 时刻的系统响应。
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（ｃ ｏｌｆＥｅｔ ｎｃａｄＩ ｏｍａ ｏ ， ｏｔｗ ｓ ｒ ｏ ｔｃｎｃｌ ｎｖｒｉ ， ’ １ １９ Ｃ ｉａ Ｓｈ ｏ ｏ ｌ ｒ ｉ ｎ ｆ ｒ ｔ ｎ Ｎ ｒ ｅｔ ｎＰ ｌ ｅｈ ｉ ｉ ｓｙ Ｘｉ ７ ０ ２ ， ｈｎ ） ｃｏ ｎ ｉ ｈ ｅ ｙ ａＵ ｅ ｔ ｎ ａ
第 ２ ０卷 第 １ ３期
Ｖ０ ．Ｏ １ ２ Ｎｏ １ ．３
电 子 设 计 工 程
Ｅｌｃ ｒ ｎｉ ｓｇ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ ｅ ｔｏ ｃ Ｄｅ ｉ ｎ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ
２１ ０ ２年 ７月
Ｊ与实现
王 顶 ，刘 智 朋 ，赵 颐 轩
ｃ ｍ ｍｕｎ ｃ ｔｏ ｙ ｔ ｍ． ｏ ｉ ａｉ ｎ ｓ ｓｅ
Ｋｅ ｒ ｓ ｅ ｅ ａ ｄ ｓ ａ ｉｇ ｆ ｔ ｒ ａ ｌ ｇ；Ｆ ＧＡ ； ｏ ｋ ｕ ａ ｌ ｙ ｗｏ ｄ ：ｂ ｓ ｂ ｎ ｈ ｐ ｎ ｌ ；ｓ ｍｐ ｉ ｉ ｅ ｎ Ｐ ｌｏ ｐｔｂｅ
在 现 代 无 线 电通 信 中 ． 于 基 带 信 号 的频 谱 范 围都 比 较 由
案 所设 计 的 基 带 成 型 滤 波 器 可 以很 好 地 完成 通 信 系统 中信 号 的成 型特 性 。 关 键 词 ：基 带 成 型 滤 波 器 ；采 样 ：Ｆ Ｇ Ｐ Ａ； 表 查 中 图分 类号 ： Ｐ ９ ． Ｔ３１ ９ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：１ ７ — ２ ６ ２ １ ） ３ Ｏ ９ — ３ ６ ４ ６ ３ （０ ２ １ 一 ０ ５ ０
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｂ ｓ ｄ ｏ ｈ ｒｎ ｉ ｌ ｆ ｈ ａ ｅ ａ ｄ ｓ ａ ｉ ｇ ｆ ｔ ｒ ｉｉ ｌ ｅ ｉａｉｎ ｍａｈ ｄ ｏ ｅ ｂ ｓ ｂ ｎ ｈ ｐ ｎ ｌ ｒｉ ｓ ｒ ｃ ： ａ ｅ ｎ ｔ ｅ ｐ ｉ ｃ ｐ ｅｏ ｅ ｂ ｓ ｂ ｎ ｈ ｐ ｎ ｌ ，ａｄ ｇ ｔ ａ ｚ ｔ ｔ ｏ ｆ ｈ ａ ｅ ａ ｄ ｓ ａ ｉ ｇｆ ｔ ｔ ｉ ｅ ａ ｒｌ ｏ ｔ ｉ ｅ ｓ ｉ ｔｏ ｕ ｅ ． ｉ ｔ ｆ ｌ ，ｂ ｓｎ Ｔ ＡＢ， ｈ ｓｓ ｈ ｍｅ ｇ ｔ ｔ ｅ ｓｍｕ ａ ｉｎ ｄ ｔ ｆｔ ｅｓｇ ａ ｈ ｐ ｄ ａ ｄ ｓ ｒ ｓｔ ｉ ａａ ｉ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄ Ｆ ｒ ｌ ｙ ｕ ｉ ｇ ＭＡ Ｌ ｓｏａ ｔ ｉ ｃ ｅ ｅｓ ｈ ｉ ｌｔ ａａ ｏ ｉｎ ｌｓ ａ ｅ ｎ ｔ ｅ ｈ ｓｄ ｔ ｏ ｈ ｏ ｎ Ｆ ＧＡ． ｄ ｔ ｅ Ｐ Ａｎ ｈ ｎ，ｉ ｒ ａ ｉ ｓｔ ｅ ｆ ｎ ｔ ｎ ｏ ｉｉ ｌ ａ ｅ ａ ｄ ｓ ａ ｉ ｇ ｆ ｔ ｒ ｙｕ ｉ ｇｔ ｅ ｏ ｅ ａｉｎ ｏ ｏ ｉ ｇ ｕ ｅ ｔ ｂｅ Ｔ ｉ ｔ ｅ ｚ ｈ ｃ ｉ ｆ ｇ ｔ ｓ ｂ ｎ ｈ ｐ ｎ ｌ ｓｎ ｐ ｒｔ ｆｌ ｋ ｎ ｐ ｔ ｌ． ｈ ｓ ｌ ｅ ｕ ｏ ｄ ａｂ ｉ ｅｂ ｈ ｏ ｏ ｈ ａ ｐ ｐ ｒａ ｓ ｓ ｓｔ ｅ ＭＯＤＥ Ｉ ｔ ｉ ｅ ｔ ｅ ｓｍｕ ａｉ ｎ ｏ ｔｏ ｆｔ ｅ ｓｇ ａ ｈ ｐ ｄ Ａｎ ｈ ｓ ｏ ｔｏ ｅ ｎ ｔａｅ ｈ ｔｔ ｅ ａ ｅ ｌ ｕ ｅ ｈ ｏ Ｓ Ｍ ｏ ｇ ｖ ｈ ｉ ｌｔ ｕ ｃ ｍｅ ｏ ｉ ｎ ｌｓ ａ ｅ ． ｄ ｔ ｉ ｕ ｃ ｍｅ ｄ ｍｏ ｓｒ ｔｓ ｔ ａ ｏ ｈ ｈ ｂ ｓ ｂ ｎ ｓ ａ ｉ ｇ ｆ ｔ ｒ ｄ ｓｇ ｅ ｙ ｔ ｉ ｃ ｅ ａ ｐ ｒｅ ｔ ａ ｈ ｅ ｅ ｔ ｅ ｓ ａ ｉ ｇ ｐ ｒ ｒ ｎ ｅ ｏ ｈ ｓ ｎ ｎ ｔ ｅ ａ ｅ ａ ｄ ｈ ｐ ｎ ｌ ｅ ｉｎ ｄ ｂ ｈ ｓ ｓ ｈ ｍｅ ｃ ｎ ｅ ｆ ｃｌ ｃ ｉｖ ｈ ｈ ｐ ｎ ｅ ｏ ｍａ ｃ ｆ ｔ ｅ ｉ ａ ｉ ｈ ｉ ｅ ｙ ｆ ｇｌ
（ 北 工 业 大 学 电子 信 息 学 院 ，陕 西 西 安 ７ ０ ２ ） 西 １ １９ 摘 要 ： 据 基 带 成 型 滤 波 器 的 工 作 原 理 ， 文 中设 计 出 了一 种 基 带 成 型． 波 器 的 数 字 实 现 方 案 。 该 方 案 首 先 运 用 根 滤 ＭＡ ＡＬ 仿 真 工 具 得 到 信 号 基 带 成 型 后 的 仿 真 数 据 。 将 仿 真 数 据 存 储 在 Ｆ Ｇ 中 。 Ｔ Ｂ 并 ＰＡ 然后 通 过 查 表 操 作 实现 了数 字 基 带成 型 滤 波 器 的 功 能 。 文 中还 给 出 了通 过 ＭＯ Ｅ ＳＭ 得 到 的 信 号 基 带 成 型 后 的仿 真 结 果 ． 真 结 果表 明 ， 该 方 Ｄ ＬＩ 仿 由
明基 带 成 型 滤 波 器 的基 本 原 理 。 将 基 带 传 输 系 统 的模 型构 先
建 如 图 １ 示 。 所
宽 ， 了有 效 利 用 信 道 ， 信 号 传 输 出 去 之 前 ， 要 对 信 号 进 为 在 都
行 频 谱 压 缩 ， 使 其 在 消 除 码 间 干 扰 和 达 到 最 佳 检 测 的前 提 下 ， 大 提 高 频 谱 利 用 率【 大 ｌ １ 此 ． 数字基带传输 系统中 ， 。为 在 压 缩 基 带 信 号 频 谱 的主 要 方 法 就 是 采 用 基 带 成 型滤 波器 。而 伴 随着 超 高 速 数 字 集 成 电 路 的发 展 ． 型滤 波 器 已 经 由 过 去 的 成
Ｄｉ ｉａ ｓｇ ｎｄ ｒ ａ ｉ ａ ｉ ｎ ｏ ｈ ｓ ｂ ｎｄ ｓ ａ ｎ ｌｅ ｇ ｔ ｌｄｅ ｉ ｎ ａ ｅ ｌｚ ｔｏ ｆｔ ｅ ｂａ ｅ ａ ｈ ｐｉ ｇ ｆ ｔ ｒ ｉ
Ｗ ＡＮＧ ｎ ，Ｌ Ｕ Ｚ ｉ ｅ ｇ，Ｚ Ｄｉ ｇ Ｉ ｈ — ｎ ｐ ＨＡＯ － ｕ ｎ Ｙｉ ａ ｘ