基于量子粒子群优化的数字冲击滤波器自动设计

为了提高数字冲击滤波器设计的效率,提出了一种基于QPSO算法的优化设计方法.首先根据EBPSK通信系统中数字冲击滤波器的特殊滤波机理,在考虑有限字长效应的情况下对数字冲击滤波器进行建模,然后设计出合理的优化变量、目标函数和约束条件,并利用QPSO算法的全局搜索能力和惩罚函数法的约束处理机制设计数字冲击滤波器.仿真结果表明:种群适应度值能够逐步达到收敛,从而保证了寻优结果的最优性;设计得到的滤波器幅频响应在中心频率处呈现出极窄的陷波-选频特性,并可将EBPSK调制信号的微弱相位跳变转化为明显的幅度冲击,有利于解调.与已有的手调滤波器相比,该设计方法快速可靠,可节约0.3～0.5 dB的信噪比增益.

基于DSP Builder的分布式算法的FIR数字低通滤波器设计

针对利用现场可编辑门阵列(FPGA)设计有限长冲击响应(FIR)数字滤波器中如何降低硬件资源消耗、提高硬件资源利用率的问题,提出一种改进的分布式算法。该算法是将固定系数的FIR滤波器系统单位脉冲响应事先存储在查找表中,利用搜索查找表得到运算结果,而不是使用传统的硬件方式来实现乘累加运算。介绍了以Altera公司的DSP Builder软件作为设计18阶FIR数字低通滤波器设计工具的具体流程和方法。通过Simulink和硬件在环(HIL)模块的引入,将设计模块下载到FPGA,进行软硬件协同仿真,给出滤波器的性能指标的实测结果。实测结果表明,所设计的18阶分布式算法低通滤波器截止频率为5.6 k Hz,带内波动:<0.5 d B,带外抑制:>18 d B,消耗的逻辑单元数量仅为442个较同阶的传统数字滤波器小一个数量级。因此,利用分布式算法设计的滤波器不仅其性能指标能够满足设计要求,对硬件资源的使用效率也有极大的改善。

QPSO算法在FIR数字滤波器频率抽样法设计中的应用

介绍了量子粒子群算法在有限冲击响应数字滤波器频率抽样法设计中的应用,给出了算法实现的具体实施步骤,并结合低通和带通滤波器设计的两个例子验证该方法的有效性和先进性。

设计稳定约束最小二乘无限冲击响应滤波器的序列最小化方法

无限冲击响应(infinite impulse response,IIR)数字滤波器不具有内禀稳定性,因此在其实际设计中要施加稳定性约束.稳定三角形条件是一种充分必要且线性的稳定性约束条件,为了充分利用该条件,本文使用基于二阶因子迭代更新的序列最小化技术将IIR滤波器的约束最小二乘设计问题转化为一系列的约束最小二乘子问题,在每一个子问题中,有且只有一个二阶分母因子连同整个分子被优化,其他的二阶分母因子保持不变.设计实例表明此方法能比现有方法得到性能更好的滤波器.

基于MATLAB的约束最小二乘法FIR数字滤波器设计

在数字信号处理领域中,无限脉冲响应数字滤波器(IIR)和有限脉冲响应数字滤波器(FIR)占有极其重要的地位。但是,IIR数字滤波器存在诸如稳定性难以保障以及相位的非线性等一些固有缺点,这使得具有线性相位等优点的FIR数字滤波器得到很好的发展。本文介绍基于MATLAB的约束最小二乘法FIR数字滤波器设计。包括约束最小二乘法基本原理和FIR数字滤波器设计思想以及相关MATLAB程序语言,并介绍MATLAB的SPTooL滤波器设计器及其应用。

有限冲击响应数字滤波器在异步电机定子磁链观测中的应用

异步电机直接转矩控制中,通常由定子电压积分模型法得到定子磁链,由于观测值中直流和低频分量的存在,低速时无法精确获得定子磁链,从而恶化了系统的低速性能。该文将有限冲击响应数字滤波器与电压积分模型法相结合,提出了一种新的定子磁链观测器电压积分+有限冲击响应数字滤波器(U I&FDF),通过实验比较了该观测器与传统观测器、基于Chebyshev滤波的磁链观测器的效果。实验结果表明,该方法可以在异步电机运行各频率范围内实现较为精确的定子磁链观测,将此观测值用于直接转矩控制,可以改善电机的低速性能。

MPPSK调制解调器研究

为深入研究多元位置相移键控(MPPSK)调制信号的功率谱特性且改善其接收端解调性能,给出了(M>2)时的MPPSK理论功率谱的一般表达式,并设计了一种新的基于BP神经网络的解调器。在MPPSK调制原理的基础上,利用交变波和稳态波分解法推导了(M=3)3PPSK的理论功率谱解析式,并推广得到了(M>3)时的MPPSK理论功率谱一般表达式,通过仿真验证了理论推导的正确性,分析了影响MPPSK功率谱的主要因素。同时,基于已有的锁相环解调和数字冲击滤波器多路判决解调的两种方案,充分利用数字冲击滤波器输出的显著波形差异,提出了一种基于BP神经网络的MPPSK解调器,并对三种解调方案进行了仿真。仿真结果表明:新的MPPSK解调器解调性能要明显好于已有的两种解调方案。

一种随机极性MCP-EBPSK调制解调器

为改善随机极性的连续相应的扩展二元相移键控(CP-EBPSK)调制信号的频谱结构,该文提出一种带功率谱形状调节系数的随机极性修正CP-EBPSK(Modified CP-EBPSK,MCP-EBPSK)调制解调器。阐述了随机极性MCP-EBPSK调制的基本原理,给出了无随机极性的MCP-EBPSK调制理论功率谱表达式。同时,设计了合适的数字冲击滤波器用于解调,给出了无编码的随机极性MCP-EBPSK通信系统框图,分析和验证了该类调制信号的功率谱特性和解调性能,并对多径信道上的解调性能进行了仿真。仿真结果表明:新的调制方式通过对功率谱形状的调节,不仅频谱利用率更高,解调性能也更好;现阶段,该系统不适合在无线信道传输,有望在有线信道上率先获得应用。

一种多元位置随机极性连续相位调制解调器

为改善随机极性的连续相位扩展二元相移键控(CP-EBPSK)调制信号的频谱结构,提出了一种带功率谱形状调节系数的多元位置随机极性的修正连续相位扩展二元相移键控(MCP-EBPSK)调制解调方式。阐述了多元位置随机极性MCP-EBPSK调制原理和基于数字冲击滤波器多路判决的解调器模型,对比和分析了随机极性CP-EBPSK调制、多进制的随机极性CP-EBPSK调制和新调制方式的功率谱、-60dB带宽、频谱利用率和解调性能。仿真结果表明:新的调制方式不但能使频谱利用率成倍提高,而且可以通过选择合适的功率谱形状调节系数来获得更好的解调性能。

随机极性MCP-EBPSK传输性能

为提高随机极性的修正连续相位扩展二元相移键控(MCP-EBPSK)调制信号的传输性能,对比了AWGN信道上自适应门限判决、BP神经网络和支持向量机(SVM)判决3种解调方式的解调性能,并引入了RS码和规则LDPC码来进行改善.根据随机极性MCP-EBPSK调制原理和数字冲击滤波器特殊滤波机理,设计了基于自适应门限判决、BP神经网络和SVM的解调器.同时,在这3种解调方式性能均不佳时,对RS码和规则LDPC编码的随机极性MCP-EBPSK传输性能进行了仿真.仿真结果表明:在AWGN信道上,自适应门限判决、BP神经网络和SVM三种解调方式的解调性能相差不大;当采用自适应门限判决且误码率为10-4时,RS码和规则LDPC码的编码增益分别约为4 dB和7 dB.因此,引入信道编码可显著改善随机极性MCP-EBPSK的传输性能.

多元位置随机极性CP-EBPSK调制解调器研究

为改善随机极性的连续相位扩展二元相移键控(Extended Binary Phase Shift Keying with Continuous Phase,CP-EBPSK)调制信号的频谱利用率,提出了一种多元位置随机极性CP-EBPSK调制方式。阐述了多元位置随机极性CP-EBPSK调制原理。在数字冲击滤波器的基础上,分别给出了基于多路判决方式、贪婪判决方式和合理判决方式的解调器,并通过仿真对比和分析了CP-EBPSK调制、随机极性CP-EBPSK调制和多元位置随机极性CP-EBPSK调制的功率谱、-60dB带宽、频谱利用率和解调性能。仿真结果表明:1)在频谱结构不变的条件下,新的调制方式可使信息传输速率和频谱利用率成倍提高;2)若以bps/Hz/SNR(dB)为综合指标,CP-EBPSK系统为1.18*10-3,随机极性CP-EBPSK系统为7.01,而新的调制解调系统为13.8。

基于Matlab的FIR滤波器在DSP中的实现

本文主要对基于Matlab的FIR数字滤波器的设计与如何在DSP中得到实现进行了研究,介绍Matlab中实现FIR滤波器设计的窗函数法。并结合具体的实例,介绍了如何将Matlab设计的滤波器完成到DSP的FIR滤波器的转化。

MATLAB软件在电路设计中的应用

目前在电路设计中,功能验证遇到两方面困难.首先,利用手工输入测试向量的方法不能满足测试需求;其次,观测波形文件的方法不仅费时而且容易出错.本文针对在电路设计过程中所遇到的这两方面困难,以一个有限冲击响应(Fi-nite Impulse Response,FIR)数字滤波器的设计为例,提出引入MATLAB软件进行辅助电路设计的方法.利用MATLAB软件进行电路参数确定,辅助产生电路的仿真测试向量及预期结果,并实现电路仿真结果的自动分析比较.该方法能够灵活地生成大量复杂的测试向量,减轻电路设计者的工作量,节约仿真验证时间,保证电路设计的正确性.