刘会红

(中国电子科技集团公司第五十四研究所,河北石家庄050081)

0 引言

高速数据传输系统中,基带数据速率可高达几百兆,如果以传统的串行方式对数据进行处理,接收机的工作时钟频率会很高,给硬件电路实现带来了许多困难,尤其是对于处于接收机中工作时钟频率较高部分的数字匹配滤波器的实现。因此,针对高速数据传输系统,提出对匹配滤波器进行并行处理。有限脉冲响应(Finite Impulse Response,FIR)滤波器具有稳定、线性相位和对称性的特点,是常用的数字滤波器结构,因此常用FIR滤波器来设计和实现匹配滤波器。

1 匹配滤波器原理

匹配滤波器是指输出信噪比最大的最佳线性滤波器。若滤波器的输出端能够获得最大信噪比,就能对受到高斯白噪声干扰的信号进行最佳检测,从而提高系统的检测性能。“匹配”之意为滤波器的冲激响应与所检测的脉冲信号是相匹配的。

匹配滤波器的传输函数为:

式中,S*(ω)为输入信号s(t)的频谱函数S(ω)的复共轭。匹配滤波器的冲激响应为:

匹配滤波器的冲激响应是信号s(t)的镜像信号s(-t)在时间上在平移t0。为了物理可实现匹配滤波器,一般选择t0在信号终止的时刻,即t0=T,T为信号持续时间。

引起基带数据传输系统产生比特差错的另一个原因是传输符号间的码间干扰。较为常用的满足无码间干扰条件的传输函数是具有升余弦特性的传输函数,它的时域表达式为:

式中,α为滚降因子,在(0,1)区间取值,α较大时,时域波形衰减快,振荡小,利于减小码间干扰和定时误差,但系统占用频带宽,频带利用率低,带内噪声对信号影响增大。……