極低復(fù)雜度數(shù)字濾波器最優(yōu)設(shè)計方法研究.pdf

1、FIR濾波器以其優(yōu)良的特性在數(shù)字信號處理領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，但其高實現(xiàn)復(fù)雜度限制了它的發(fā)展。近年來，低復(fù)雜度濾波器設(shè)計已經(jīng)成為數(shù)字信號處理領(lǐng)域一個研究熱點。本文開展了極低復(fù)雜度濾波器最優(yōu)設(shè)計課題的研究，提出一種新的最優(yōu)化的低復(fù)雜度濾波器設(shè)計方法，并對其屬性進行研究，設(shè)計出具有最優(yōu)有限字長屬性的濾波器。主要工作如下： 第一章簡要介紹了幾種高效低復(fù)雜度數(shù)字濾波器設(shè)計方法，濾波器有限字長效應(yīng)問題，概括了論文的主要研究工作。 第二

2、章研究了低復(fù)雜度濾波器的設(shè)計方法，詳細(xì)分析了內(nèi)插脈沖響應(yīng)法和頻罩法這二種經(jīng)典的濾波器設(shè)計方法，研究了它們各自的優(yōu)點及低復(fù)雜度濾波器設(shè)計的研究方向。 第三章研究了外插脈沖響應(yīng)法濾波器設(shè)計方法及其發(fā)展，尤其是基于主分量分析的外插法克服了原型外插法的問題，但是其窗函數(shù)的設(shè)計方法不能滿足很多設(shè)計指標(biāo)要求，有待研究最優(yōu)化的外插法設(shè)計。 第四章提出外插法的最優(yōu)化設(shè)計方法，以實現(xiàn)任意頻率響應(yīng)的設(shè)計要求。將外插法FIR濾波器設(shè)計轉(zhuǎn)化為標(biāo)

3、準(zhǔn)的二階錐規(guī)劃問題，給出聯(lián)合最優(yōu)化外插法設(shè)計。在滿足相同頻域指標(biāo)情況下，濾波器的復(fù)雜度降低了50％-85％，并與頻罩法的性能進行了比較。結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)過渡帶寬大于采樣頻率的1/60時，外插法使用的乘法器資源數(shù)比頻罩法要少；當(dāng)過渡帶寬在采樣頻率的1/60-1/80之間時，二者使用的乘法器資源數(shù)基本相同；如果過渡帶要求很陡，尤其是當(dāng)過渡帶寬小于采樣頻率的1/100后，外插法使用的乘法器數(shù)目要多于頻罩法使用的資源。而外插法的群延時始終小于頻罩法的