低复杂度数字滤波器设计及在移动通信直放站数字选频系统中的应用研究.pdf

东南大学
硕士学位论文
低复杂度数字滤波器设计及在移动通信直放站数字选频系统中
的应用研究
姓名:周丽红
申请学位级别:硕士
专业:信号与信息处理
指导教师:裴文江
20070301
摘要一致前提下,滤波器复杂度降低降低到乃剑纯梢越谠サ某系统的测试结采表明,所提出方案在满足设计指标基础上,可以在大幅度降低实现复杂度。随着片上信号处理系统的广泛应用,近年来低复杂度致瞬ㄆ魃杓品椒ㄒ殉晌J信号处理领域的一个研究热点。本文研究了低复杂度数字滤波器设计方法,及其在移动通信直放站数字选频系统中的应用问题。主要工作如下:第一章简要介绍了几种高效低复杂度数字滤波器设计方法,以及低复杂度滤波器在移动通信直放站数字选频系统中的应用背景。第二章研究了低复杂度数字滤波器设计方法,详细分析了内插脉冲响应法、频罩法、外插脉冲响应法滤波器设计方法,并指出了外插脉冲响应滤波器设计方法存在的缺陷。在此基础上,提出了一种基于系数自相关矩阵主分量分析的外插脉冲响应窗滤波器设计方法。所设计窗滤波器与直接实现形式相比,在频率响应的最大通带波纹、最大阻带波纹特性保持基本法器资源。第三章在研究移动通信直放站数字选频技术基础上,根据尴咴夭ㄑ∑凳侥?椋珿无线宽带式模块、无线载波选频式模块、以及尴咴夭ㄑ∑凳侥?樾阅苤副暌求,设计整体实现方案。进一步,对选频系统中恒定带宽可调频点窄带滤波器、带宽可调的宽带滤波器模块给出了基于频罩法以及外插脉冲响应法的瞬ㄆ鞯透丛佣仁迪中问健4蟠降低了数字选频系统的复杂度。第四章在整体方案基础上,基于实现了移动通信直放站数字选频模块。毗单载波关键词;低复杂度滤波器;外插脉冲响应滤波器设计法;内插脉冲响应法;频罩法;移动通信直放站;数字选频:实现.
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一蒜器第一章绪论玎”矗拼N·分析式芍#灰7帜付嘞钍絨,芍杏幸桓霾晃,滤波器的内部就存在反馈环。这种内部存在反馈环的滤波器称为递归型滤波器。相反,,⋯奶都为穆瞬ㄆ鞒低复杂度数字滤波器设计研究概述仆:,本章研究了多种低复杂度滤波器设计方法,如内插脉冲响应滤波器设计法、频罩法、外插脉冲响应滤波器法等方法,并介绍了低复杂度滤波器在移动通信直放站数字选频系统中的应用。在研究滤波器设计,实质上是数学逼近理论的应用。即通过计算让物理可实现的实际滤波器频率特性这里所设计的数字滤波器都是基于线性时不变低车摹I枋淙胛獂唬涑鑫獃Γ内插脉冲响应滤波器方法基础上,指明了当外插旁瓣数目较多情况下,外插脉冲响应法所合成滤波器频率响应的通带、阻带波纹急剧增大。该方法失效。,所得滤波器的频率响应波纹基本与原型一致。逼近理想的或给定的频率特性,以达到去除干扰提取有用信号的目的。冲激响应为厅,则数字滤波器可表示为:—其传递函数为Ⅳ杀硎疚#为非递归型滤波器。由于非递归型滤波器的内部没有反馈环,所以这种滤波器总是稳定的。从滤波器的单位冲激响应来看,滤波器可分为无限长单位冲激响应的瞬ㄆ骱陀邢蕹さノ怀寮は煊腇滤波器。这两种类型滤波器的设计方法很多,常用的瞬ㄆ魃杓品椒ㄓ新龀逑煊Σ槐浞ê退咝员浠环ǎS玫腇滤波器设计方法有窗口法、频率取样法和优化设计法。在实际工作中,可以通过众多的计算机辅助设计软件如者笽肼来完成滤波器的设计。方便而高效。二者相比,瞬ㄆ鞯挠诺闶牵嚎梢杂媒系偷慕资竦酶哐≡裥裕么娲⒌ピI伲枚率高,在相同门级规模和相同时钟速度下可以提供更好的带外衰减特性。缺点是:因为内部存在反馈环所以稳定性不高。不易实现线性相位,瞬ㄆ鞯钠德恃≡裥栽胶茫蛳辔坏咝栽窖现亍需用全通网络补偿才能实现线性相位,这样就会大大增加滤波器的阶数和复杂性,而且为了减少运东南大学硕士学位论文
Ⅳ。垒二其中△国为滤波器过渡带宽,最W璐ゼ酰衔W璐ㄎ啤R虼耍透丛佣菷有限冲击响应瞬ㄆ鞯挠诺闶牵阂蛭4浜募ǖ愎潭ㄔ谠鉌滤波器采用菲递归结构,因