一种基于频率响应屏蔽技术的FIR滤波器设计新方法

提出了一种设计高效窄过渡带宽FIR滤波器的新方法。该方法以传统的频率响应屏蔽(FRM)方法为基础,通过选择特定的原型滤波器来降低合成的数字FIR滤波器的复杂度。本文研究了该方法的原理、实现结构和设计方法,并通过设计实例证明了此方法的有效性。

采用IFIR技术的二级FRM滤波器的设计

为获得更好的频率瞄准式干扰效果,需设计一款过渡带尽量窄、带外衰减尽量大的带通滤波器,以避免发射干扰信号时产生的频率泄漏影响对信号的接收。由于现有硬件资源有限,且滤波器过渡带与带外衰减的设计方法无法满足高性能滤波器的设计要求,因此文章采用改进结构的二级有限脉冲响应内插-频率响应屏蔽(Interpolated Finite Impulse Response-Frequency Response Masking,IFIR-FRM)滤波技术设计高性能带通滤波器,以满足水声对抗器材对频率瞄准技术的性能要求,同时降低了设计复杂度。仿真结果表明,该方法在降低窄带带通FRM滤波器计算复杂度方面效果明显,有效减少了乘法器的使用,降低了目标滤波器设计的阶数,达到频率瞄准式干扰工作模式的技术指标。

陷波频率点可精确控制的高效FRM陷波器设计

为在精确控制陷波频率点的前提下尽可能降低陷波器的硬件成本,提出了将全相位滤波技术与频率响应屏蔽技术相结合的陷波器设计算法。该算法将相移措施引入到单窗全相位陷波器设计中,只需根据所推导出的原型滤波器阶数N、内插因子M、陷波整数频点位置m和相移参数λ的数值关系,即可构造出简单实用的新型陷波结构。理论和仿真实验表明,新型设计算法既保证了陷波器在精确频点具有足够大的衰减,又节省了成本,提高了陷波效率。

低复杂度HBCEM FRM多相滤波器组

针对滤波器组的子信道过渡带过窄带来的高计算复杂度问题,首先分析了半带复指数调制FRM滤波器(HBCEM FRM,Half band complex exponential modulation frequency-response masking filter)实现高效性的根本原因,然后采用这种滤波器作原型滤波器并结合多相滤波的思想。针对复信号和实信号,分别提出了两种HBCEM FRM多相滤波器组。当滤波器组原型滤波器的过渡带要求较窄时,新滤波器组比传统的FRM滤波器组具有更低的计算复杂度。最后通过复杂度分析和应用实例证明了该方法的有效性。

一种可变带宽FRM滤波新结构

设计窄过渡带FIR滤波器的一种非常有效的方法是采用频率响应屏蔽技术(FRM)。但是如果过渡带要求过窄,经典FRM滤波器各子滤波器的阶数会变得很高。据此,本文提出一种可变带宽镜像半带滤波FRM滤波新结构,通过增加两个镜像半带滤波器,将原型滤波器及其互补滤波器的镜像分别分成奇偶两部分,使得原型滤波器和屏蔽滤波器的设计更加灵活,并降低了滤波器的计算复杂度,达到了设计高效窄过渡带滤波器的目的。理论分析和实例均验证了该结构的有效性。

采用FRM的窄过渡带奇型排列结构改进方法

为了解决数字信道化中窄过渡带滤波器组计算复杂度较高的问题,提出了一种采用频率响应屏蔽(FRM)的窄过渡带奇型排列非最大抽取滤波器组高效结构。在设计该结构的原型滤波器时,首先通过对原型滤波器进行插值得到FRM上支路的滤波器,然后将信号延时与插值后的滤波器相减得到位于下支路的互补滤波器,再利用屏蔽滤波器对插值产生的多余镜像进行屏蔽,最终得到所设计的FRM滤波器。对该改进结构进行了MATLAB仿真,仿真结果验证了该改进结构的正确性。与多相滤波器组结构相比,采用该结构可节省约80%的乘法器资源。由于该改进结构中将抽取提前,降低了系统采样率的限制条件,可以直接应用于高速采样系统中。

基于FRM结构的FIR滤波器的采样率变换方法

该文在分析滤波器传递函数的对称性与其冲激响应的关系的基础上,提出了一类具有稀疏冲激响应系数的特殊滤波器,以这类滤波器作为原型滤波器可以进一步降低FRM结构FIR滤波器的计算复杂度。并研究了基于此类FRM结构FIR滤波器的采样率变换算法、实现结构、计算复杂度及其设计问题等。最后,通过实际例子验证这种采样率变换方法的有效性。

基于FRM的DVB-T接收机中高效滤波器的实现

针对DVB-T接收机中数字下变频模块对高效滤波的需求,提出了一种采用现场可编程门阵列(FPGA)实现频率响应屏蔽滤波器(FRM)的设计方案,利用分布式算法将乘加运算转化为查找表,并采用分割查找表的方法来解决查找表过大的问题。测试结果表明电路工作正确可靠,满足设计要求。

宽带数字下变频器的一种新的实现结构

在软件无线电系统中,由于A/D输出数据流的采样率很高以及信道选择滤波器过渡带宽要求很窄等原因,数字下变频器(DDC)的运算复杂度很高。该文将基于频率响应屏蔽(FRM)方法的FIR滤波器引入到数字下变频器设计中,并详细地研究了此类数字下变频器的高效实现结构和算法复杂度。理论分析与仿真结果表明文中给出的DDC实现结构的计算效率很高。

基于软件无线电的数字下变频器设计

将基于频率响应屏蔽(FRM)方法的FIR滤波器设计与多速率数字信号处理应用到数字下变频器设计中,同时利用CSD数对滤波器系数进行优化,大大降低了运算量和算法复杂度。

面向LTE-A的高性能低复杂度数字前端滤波器

LTE-A(Long Term Evolution-Advanced)以其优异的性能,成为未来4G的通信标准.然而LTE-A指标要求数字前端滤波器不仅要有很窄的过渡带,还要有很低的通带纹波,使数字前端滤波器的复杂度显著提升.采用基于频率屏蔽响应技术的FRM(frequency-response masking)滤波器,通过对其插值因子、滤波长度和纹波幅度的优化,实现了满足LTE-A性能的低复杂度前端数字滤波器.仿真结果表明,在LTE-A标准下,当带宽为1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MHz和20MHz时,FRM滤波器的复杂度分别为68、79、87、87、87和87.与传统FIR滤波器相比,此FRM滤波器复杂度降低约50%,性能也优于FIR滤波器.