数字域取样率转换器制造技术

本发明专利技术描述用于通过根据选定中间取样频率对数字信号向上取样和向下取样而在数字域中进行取样率转换的技术。将具有使用多个因数的带宽的原型抗混叠过滤器存储在存储器中。所述技术包括基于所述原型过滤器的所述因数而将中间取样频率选择为数字信号的所需输出取样频率的整数倍，以及将向下取样因数选择为与所述选定中间取样频率相关联的相同整数。过滤器产生器基于所述原型过滤器针对所述选定向下取样因数而产生抗混叠过滤器。取样率转换器将输入取样频率处的所述数字信号向上取样到所述选定中间取样频率，使用所述导出的抗混叠过滤器过滤所述数字信号，且通过所述选定向下取样因数将所述数字信号向下取样到所述所需输出取样频率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及取样率转换器，且更明确地说，涉及数字域取样率转换器。
技术介绍
取样率转换器用于改变数字信号的取样频率，且还可称为重取样器。取样率转换器 可采取硬件装置和/或软件的形式，且可为向上取样器或向下取样器。向上取样器增加数 字信号的取样率。向下取样器降低数字信号的取样率。取样频率转换率被定义为所需输 出取样频率与给定输入取样频率的比率。向上取样转换速率总是大于1.0，而向下取样转换速率总是小于1.0。混叠是通常在将模拟信号转换为数字信号时发生的现象，或反之亦然。混叠还可在 转换数字信号的取样频率时发生。当混叠发生时， 一个频率处的信号能量成像到其它频 率。举例来说，假设信号具有分别为1 kHz和7.5kHz处的两个正弦分量。如果以16 kHz 对信号进行取样，那么可完美地重构信号。如果通过抽取将信号从16kHz向下取样到4 kHz，那么1 kHz处的能量将不会改变，但7.5 kHz处的能量将成像到0.5 kHz。 0.5 kHz 处的能量被视为混叠。作为另一实例，如果以4kHz对l kHz处的模拟正弦信号进行取 样，那么能量将呈现为在l kHz处，这是合乎需要的。然而，如果通过在相邻样本之间 插入三个零来将信号向上取样到16 kHz,那么能量将呈现为在1 kHz、 3 kHz、 5 kHz和7 kHz处。3 kHz、 5 kHz和7 kHz处的能量是1 kHz处的能量的图像，且被视为混叠。为 了减少由于混叠引起的失真，取样率转换器通常包括抗混叠过滤器，其通常是低通过滤 器。一般在向上取样器和向下取样器两者中需要抗混叠过滤器。举例来说，常规的向下取样器通常包括抗混叠过滤器和抽取器。在一些情况下，向下取样器可包括数字到模 拟转换器，其将原始数字信号转换为模拟信号；以及模拟到数字转换器，其以所需取样 频率对模拟信号进行取样。然而，这种类型的向下取样器需要专用的硬件支持，这可增加向下取样器的尺寸和成本。在其它情况下，向下取样器可严格地在数字域中执行取样频率转换。当向下取样率 被表达为两个正整数的比率时，可以三个阶段实施数字域向下取样器。作为实例，假设 向下取样率为I/D,其中I和D为互质正整数且D绝对大于I。首先，通过因数I对数字 信号进行内插。接着，抗混叠过滤器对所述经内插的数字信号进行过滤。最后，通过向 下取样因数D对数字信号进行抽取。向下取样器中的抗混叠过滤器的带宽为兀/D，其中 D为向下取样因数。因此，每一不同的向下取样率D需要不同的抗混叠过滤器。单个原 型抗混叠过滤器可用于使用线性内插产生用于每一所需取样率的抗混叠过滤器。然而， 为了实现髙性能，需要具有大量系数的极窄带原型抗混叠过滤器。
技术实现思路
一般来说，本专利技术涉及用于通过根据选定中间取样频率对数字信号进行向上取样和 向下取样而在数字域中进行取样率转换的技术。所述技术包括将中间取样频率选择为数 字信号的所需输出取样频率的整数倍。所述技术还包括将向下取样因数选择为与选定中 间取样频率相关联的相同整数。取样率转换器将输入取样频率处的数字信号向上取样为选定中间取样频率，且接着通过选定向下取样因数将所述数字信号向下取样为所需输出 取样频率。取样率转换器包括向上取样器和向下取样器两者。所述向上取样器支持任意合理的 向上取样率以通过执行向上取样和内插、带限内插、直接内插或其它向上取样方法将输 入取样频率转换为选定中间取样频率。所述向下取样器仅支持整数向下取样因数以将选定中间取样频率转换为所需输出取样频率。不同的向下取样因数需要向下取样器中的不同抗混叠过滤器。为了避免在存储器中 存储大量抗混叠过滤器，在存储器中存储具有使用多个因数的带宽的原型抗混叠过滤器。 选定中间取样频率可以是所需输出取样频率的整数倍，其中所述整数是与所述原型过滤 器相关联的多个因数中的一者。过滤器产生器使用抽取基于原型过滤器而产生用于数字信号的选定向下取样因数的 抗混叠过滤器。因此，在一些实施例中，可能只需要在存储器中存储一个原型过滤器， 而不管数字信号的转换率如何。此外，所存储的原型抗混叠过滤器可以是具有减少数目 的因数的相对较短原型过滤器。这可在数据存储空间有限的装置(例如移动无线通信装 置(WCD))中尤其有用。在一个实施例中，本专利技术提供一种用于在数字域中转换数字信号的取样率的方法。 所述方法包含将数字信号的中间取样频率选择为数字信号的所需输出取样频率的整数倍。所述方法还包括将输入取样频率处的数字信号向上取样到选定中间取样频率，且将 选定中间取样频率处的数字信号向下取样到所需输出取样频率。在另一实施例中，本专利技术提供一种计算机可读媒体，其包含用于在数字域中转换数 字信号的取样率的指令。所述指令使可编程处理器将数字信号的中间取样频率选择为数 字信号的所需输出取样频率的整数倍。所述指令还使可编程处理器将输入取样频率处的 数字信号向上取样到选定中间取样频率，且将选定中间取样频率处的数字信号向下取样 到所需输出取样频率。在另一实施例中，本专利技术提供一种包含处理器的装置，所述处理器将数字信号的中 间取样频率选择为数字信号的所需输出取样频率的整数倍。所述处理器还在数字域中转换数字信号的取样率，其中处理器将输入取样频率处的数字信号向上取样到选定中间取 样频率，且将选定中间取样频率处的数字信号向下取样到所需输出取样频率。本文所描述的技术可在硬件、软件、固件或其任何组合中实施。如果在软件中实施， 那么所述技术可全部或部分由计算机可读媒体实现，其中所述计算机可读媒体包含在由 处理器执行时执行本文所描述的方法中的一者或一者以上的指令。在附图和以下描述中陈述一个或一个以上实施例的细节。从所述描述和图式以及从 权利要求书中将容易明白本专利技术的其它特征、目的和优点。 附图说明图1是说明根据本专利技术实施例的包括取样率转换器的无线通信装置(WCD)的方框图。图2是更详细地说明来自图1的取样率转换器的方框图。 图3是更详细地说明来自图1的频率选择器的方框图。图4是说明基于选定中间取样率而在数字域中将输入取样率转换为所需输出取样率 的流程图。图5是说明选择中间取样频率以在数字域中将数字信号的输入取样频率转换为所需 输出取样频率的流程图。图6是说明作为所需输出取样频率的连续整数倍的一组中间取样频率的曲线图。图7是说明作为所需输出取样频率的非连续整数倍的另一组中间取样频率的曲线图。具体实施例方式图1是说明根据本专利技术实施例的包括取样率转换器20的无线通信装置(WCD) 10的方框图。如将描述，取样率转换器20通过根据选定中间取样频率对数字信号进行向上 取样和向下取样而在数字域中执行取样率转换。取样率转换器20可用于各种装置，尤其 是数据存储空间可能有限的装置，例如WCDIO。然而，取样率转换器20也可用于其它 装置，包括有线通信装置、基于包的通信装置和例如音频回放装置、记录装置和显示装 置等未主要针对于通信的装置。在图l的实例中，取样率转换器20驻留在WCD10内， 所述WCD IO可采取移动无线电电话、卫星无线电电话、并入在便携式计算机内的无线 通信卡、装备有无线通信能力的个人数字助理(PDA)或能够进行无线通信的各种装置 中的任一者的形式。WCD 10可与多个基站通信。基站通常是与WCD 10以无线方式通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，其包含：　将数字信号的中间取样频率选择为所述数字信号的所需输出取样频率的整数倍；　将输入取样频率处的所述数字信号向上取样到所述选定中间取样频率；以及　将所述选定中间取样频率处的所述数字信号向下取样到所述所需输出取样频率。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：王松，埃迪LT乔伊，普拉贾克特V库尔卡米，萨米尔库马尔古普塔，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]