非递归CIC滤波器：任意整数倍抽取率设计

"本文介绍了如何设计非递归的级联积分梳状滤波器（CIC）用于具有任意整数倍数因子的降采样应用。CIC滤波器因其无乘法器和多速率特性在高速无线通信系统中广泛应用。传统的非递归CIC结构仅适用于2的幂次倍采样率，而本文提出的方法可以扩展到任何产品形式的降采样因子，通过多相结构降低系统资源需求和功耗。" Cascaded Integrator-Comb (CIC) 滤波器是一种在数字信号处理中常见的滤波器类型，特别适用于高速数据流的降采样操作。它们以其简单的结构（无乘法器）和对多速率信号处理的适应性而受到青睐。在无线通信系统中，CIC滤波器常用于数据速率的调整，以满足系统带宽和处理能力的需求。 传统的CIC滤波器通常采用递归结构，即每个阶段的抽取率是2的幂次。然而，这种结构限制了其应用于那些非2的幂次倍采样率的情况，如24、40或180等。文章提出了一个创新的非递归CIC滤波器设计方法，能够处理任意整数倍数的降采样因子。这一方法通过将任意因子分解为2的幂次与其他素数的乘积，如2P3K4M5T7R等，然后在每个阶段应用相应的抽取率。这种分解策略降低了设计的复杂性，使得每个阶段的实现更加简单。 多相结构在本文中扮演了关键角色。多相滤波器是将一个复杂的滤波器分解成多个简单的子滤波器，每个子滤波器处理信号的一个部分频谱。这种方法允许在每个阶段使用更低的抽取率，从而降低了系统资源的消耗和功耗。特别适合于高倍抽取的第一级，因为这里往往需要处理较大的采样率变化。 文章进一步比较了提出的非递归CIC架构与传统非递归架构的功率消耗。通过这种方式，作者展示了新方法在保持滤波性能的同时，能有效地优化资源利用和功耗，这对于资源有限的无线通信设备尤其重要。 该文提供了一种新的设计思路，使得CIC滤波器能够灵活地适应各种降采样率，不仅包括2的幂次，也包括其他整数倍数。这种方法通过非递归结构和多相滤波技术，实现了更高效、低功耗的CIC滤波器设计，对于推动无线通信系统的性能和能效提升具有重要意义。