过滤器是一些最常见的无线系统中组件的设计。他们通常用于阻止来自各种来源的干扰。有限的频谱资源分配的用户数量不断增加,这些用户之间的冲突产生和过滤器是经常需要的。如今,蜂窝基站之间干扰相当普遍,卫星系统,雷达装置和其他类型的访问和回程通信系统。在许多情况下,传统的过滤器是无法应付需求,通常由于防护频带不足。例如,在世界的某些地方,LTE基站共享l波段的频率和卫星接收器。在3.5 ghz, 5 g运营商,cbr收音机、和军事雷达试图共存。为了解决这个带内干扰,一个新的、可调滤波技术使其出现在市场,独特的混合两个模拟和数字技术最好的。
模拟滤波器
无线产业受益从几十年的技术advances-bringing戏剧性改善产品和服务运营商,企业用户和消费者。这包括从真空管到晶体管集成电路;围壁室的发展,手机和数字广播系统;为消费者和无照设备的崛起。
然而,模拟射频过滤器,对抗干扰的关键,确保无线电频谱资源的有效利用,仍然是基于analog-era技术显著的性能,尺寸/重量,制造业的局限性。
传统广播过滤器需要一个过渡或警卫乐队的频率范围的损失减少的拒绝乐队(不必要的信号被屏蔽)的通频带(所需的信号可以通过)。在实践中,一个警卫乐队是一段频谱,必须牺牲,以适应传统的粗行为过滤器。
传统的模拟滤波器的另一个限制是,他们天生frequency-specific-they必须为每个特定的应用程序设计和制造。如果一个应用程序需要拒绝信号不同的频率在不同的时间,然后一个滤波器组——设备包含多个过滤器,可以转换的电路将是必需的。
传统的过滤器,最大的问题是,他们经常拒绝未能提供足够的信号。这可能有许多原因:干扰信号是期望信号的频率太近,干扰信号的来源太靠近接收器,或干扰信号实在太强大。
数字滤波器
数字滤波器,例如基于有限脉冲响应(杉木)或无限脉冲响应(IIR)架构,广泛使用,常用的任何数字子系统。他们提供了巨大的灵活性的能力塑造的信号。从本质上讲,这些过滤器操作数字样本的原始模拟信号。换句话说,任何数字操作可以应用于信号之前,它必须采样和转换成数字表示。这个过程不仅耗费时间,还降低了分辨率(原始信号的动态范围)因为数模转换器(adc)只有有限数量的决议。一旦在数字表示,数字滤波器(本质上是一组样本的数学操作)可以应用。这个过程,需要时间,因为每一个加法或乘法消耗CPU周期。本质上,数字处理引入了延迟的数据路径必须占到应用程序中。这通常代表一个挑战射频应用程序本地模拟信号的传播速度。最后,如果系统的期望输出值需要一个射频模拟信号(如在任何发射机),要转换的数字样本再次,这一次回到模拟使用数模转换器(dac)表示。 This further contributes to undesirable latency.
软件定义的模拟滤波器
理想滤波器结合no-latency,不进行抽样模拟装置的特点和数字实现的可配置性和灵活性。这个行业已经慢慢进步向现场数控模拟设备。例如,数控衰减器和相移广泛应用于雷达和其他波束形成应用程序。实现过滤器、衰减器和相移是不够的——延迟元素也是必要的,例如作为信息检索的一部分或冷杉结构。
模拟延迟元素很难使小型化——他们通常依赖于材料,波比通常使用导体传播慢。材料的选择是一个微妙的平衡之间的插入损耗和物理尺寸/重量。显然,这样的解决方案是不可能实现低成本的CMOS集成电路。特别是无线应用程序需要长时间的推迟元素传播延迟的范围数百纳秒甚至微秒,聚合。
作为唯一的商用解决方案嵌入长期拖延元素标准CMOS芯片,Kumu网络KU1500射频ic改变现有的范例。
它确实是第一个软件控制模拟滤波器为无线应用程序而设计的。芯片本质上是一个转接插座实现,每个水龙头包一个加法器、乘法器,延迟元素。
通过调整因子的权重通过现场数控API,可以配置任何所需的滤波器响应。
软件定义的模拟滤波器最初开发自干扰消除应用程序共存干扰的接收机。这是通过不断修改的反应转接插座匹配自干扰的模拟滤波器,使用一个调优逻辑估计自干扰通道。传统的过滤应用程序显然是比这更简单,并且可以处理静态配置所需的滤波器的响应。
总结
对于许多应用程序传统过滤器是便宜,相当小,做一个适当的工作。但在其他应用程序中,传统过滤器不足。
现场数控模拟滤波器,KU1500一样,有着巨大的潜在的环境中保护频带不可用或消除光谱的成本要求。这些过滤器可以大大有助于提高频谱的利用率。此外,自干扰消除基于这样的过滤器提供了多个共存收音机的终极解决方案包装到一个小体积设备,同时保持完整的频率捷变整个乐队。使用这项技术,收音机可以使用附近,同时通信立即相邻,甚至重叠的频率,一个实际发生的问题,例如,在大众市场设备支持wi - fi和蓝牙。