基于分数时延滤波器的宽带数字信号时延的实现

阐述了基于分数时延滤波器的时延方法设计原理,对其中4种代表性的设计方法的时延性能进行了评估,给出宽带数字线性调频信号的时延仿真结果,该方法可用于宽带雷达数字信号处理。     

基于遗传算法的FIR可变分数延迟滤波器设计

分数延迟滤波器广泛用于语音处理,回声消除,多速率信号处理等方面.文中设计的FIR可变分数延迟滤波器用于解决全数字接收机的时钟同步问题.首先用传统的加权最小平方误差方法设计出滤波器参数,然后通过遗传算法对参数进行优化并通过matlab仿真验证算法的有效性,仿真结果表明所设计的滤波器有很好的幅度特性和相位延迟特性.     

基于神经网络方法的可变分数延迟FIR滤波器设计

本文提出了设计可变分数延迟FIR滤波器的一种神经网络优化方法。首先建立一个连续Hopfield神经网络模型,通过选择网络的Lyapunov能量函数与优化目标问题的最小均方误差函数相一致的关系得到系统的最优解。仿真结果表明,在计算代价略有增加的情况下,其性能优于加权最小二乘方法。     

基于全通型分数时延滤波器的数字阵列宽带波束形成

对于宽带数字阵列雷达,由于孔径效应和孔径渡越时间影响,传统的窄带波束形成方法会导致天线波束指向不准和主瓣展宽,为此需要使用时延补偿单元取代传统窄带相控阵中的移相单元。为实现宽带数字阵列各阵元传输时延的精确补偿,可以引入分数时延滤波器。采用最小二乘法设计全通型分数时延滤波器,与群延迟最大平坦法相比较,该法灵活性更高,通过MATLAB仿真进一步验证了所设计滤波器的有效性和正确性。     

基于样条插值的非线性滤波器的分析与设计

在理论分析和实际应用中,信号分析具有重要的理论意义和实际应用价值。非平稳信号的分析及处理一直是学术和工程界关注的热点问题之一。由于传统数据分析方法受线性或者平稳性假设的限制,无法有效地应用于图像处理、语音处理及雷达信号处理等实际应用中。本文通过对非线性、非平稳数据的建模,研究了适合非平稳数据分析的经验数据分解算法。建立了可行的经验数据分解滤波器的设计准则,并利用三次样条插值预测滤波器的参数。使用超光谱图像数据进行测试分析,在一次经验数据分解后,分析了高频子带数值在规定范围内的概率分布及相应的熵值。实验结果表明:经验数据分解算法产生的高频系数在0附近更集中,这对图像压缩有利,从而证明经验数据分解是一种对非平稳数据有效的分析方法。      

基于抛物线插值的分数时延估计算法

时延估计技术在通信、雷达、声呐、定位、盲信号分离、超声波测距、生物医学工程等许多领域都有着广泛的应用,这些系统的精度与时延估计的精度息息相关。但时延精度受限于采样间隔,不可避免会引入分数倍时延。在众多分数时延估计算法中,三点插值法是一种非常简单高效的方法。针对基于三点插值的分数时延算法估计精度受限问题,提出基于五点平滑的三点插值法,提高分数时延估计精度;该方法利用相关峰及相关峰前后两点,对相关峰进行五点平滑后,再进行二次抛物线插值来估计分数时延。仿真结果表明,文章所提改进算法的分数时延估计误差优于传统三点抛物线插值法,验证了该方法的有效性。     

基于Farrow结构的分数时延滤波器

在宽带数字阵列雷达的波束形成中,传统的窄带移相方法存在主瓣展宽和扫描不准的情况,为此现阶段多采用实延时（TTD）补偿单元来代替移相器。模拟时延补偿存在诸多缺点,为实现宽带数字阵列各阵元传输时延的精确补偿,引入声纳学中广泛使用的Farrow结构来实现时延滤波器;为降低FPGA资源消耗,引入滤波器的系数求取优化方法;为提高速度,提出了Farrow结构的优化方法。仿真以及实际运行结果都表明了该方法的有效性,与传统移相方法相比,更适用于数字阵列雷达T/R组件。     

低阻带截止频率FIR滤波器的面积优化设计

FIR滤波器常用于数字信号处理系统中,然而低通滤波器的阻带截止频率越小,则滤波器需要的阶数也就越高,从而增加了硬件资源的消耗。在研究了升采样原理的基础上,本文提出了一种基于滤波器系数插值和通带掩膜的设计方法,能够有效减少了滤波器中乘法器的使用数量,降低资源消耗。最后以Verilog描述滤波器实现结构,采用Design Compiler对滤波器的代码进行综合,仿真结果表明,在满足各项指标的情况下,该设计能够有效节约电路面积。     

低复杂度FIR数字滤波器设计方法

FIR滤波器具有绝对稳定性和线性相位的优势,然而当对滤波器的频域性能要求较高时,FIR滤波器通常需要很高的阶数,这使得FIR滤波器硬件执行的复杂度很高。为降低FIR滤波器的硬件执行复杂度,诸多研究者进行了探索。文章对低复杂度FIR滤波器设计方法进行研究,着重介绍比较典型的频率响应罩设计方法、外插脉冲响应设计方法和基于压缩感知的设计方法。     

2010基于Farrow结构的分数时延滤波器

在宽带数字阵列雷达的波束形成中,传统的窄带移相方法存在主瓣展宽和扫描不准的情况,为此现阶段多采用实延时(TTD)补偿单元来代替移相器.模拟时延补偿存在诸多缺点,为实现宽带数字阵列各阵元传输时延的精确补偿,引入声纳学中广泛使用的Farrow结构来实现时延滤波器;为降低FPGA资源消耗,引入滤波器的系数求取优化方法;为提高速度,提出了Farrow结构的优化方法.仿真以及实际运行结果都表明了该方法的有效性,与传统移相方法相比,更适用于数字阵列雷达T/R组件.     

基于信号空间的最佳FIR分数延迟滤波器的设计方法

分数延迟滤波器广泛用于通信,语音处理,回声消除等。该文基于信号的多分辨空间一般模型,由尺度函数给出最优FIR分数延迟滤波器的设计方法,并进行数值试验证实其有效性。     

Design of 1-D Stable Variable Fractional Delay IIR Filters

In this brief, a two-stage approach for the design of 1-D stable variable fractional delay infinite-impulse response (IIR) digital filters is proposed. In the first stage, a set of fixed delay stable IIR filters are designed by minimizing a quadratic objective function, which is defined by integrating error criterion with IIR filter stability constraint condition. Then, the final design is determined by fitting each of the fixed delay filter coefficients as a 1-D polynomial. Two design examples are given to show the effectiveness of the proposed design method     

基于全相位陷波器解析设计的啸叫去除

为了快速且精准地抑制助听器中的啸叫效应,该文提出一种中心频率可以精确控制的全相位有限脉冲响应(FIR)陷波器解析设计。首先,为了获得较高的陷波精度,引入了整数部分m和小数部分λ来控制陷波的中心频率。然后,设计了一个偶对称的闭式解析式来计算陷波器系数。最后,为了保证输出信号的连续性和线性相位,进行数据延拓和截取操作。该陷波器具有线性传输特性,避免了非线性失真。为了检验陷波器的滤波性能,将其应用在助听器中去除啸叫。实验结果表明,该滤波器在啸叫频率下的衰减值可达–330 dB,信噪比达22 dB,输出波形质量好,算法复杂度低,鲁棒性高,具有一定的应用前景。     

基于M估计变步长自适应仿射投影算法的稳健时延估计

该文提出了一种基于M估计变步长自适应仿射投影方法的稳健时延估计(TDE)算法。该算法将自适应仿射投影算法应用于时延估计,无须事先假定信号和噪声的统计特性,自适应调整自身参数;应用稳健M估计理论,抵消重尾噪声干扰。数值仿真表明,在高斯噪声、非高斯噪声甚至冲激噪声的干扰下,该文算法比高阶统计量法和最小均方自适应法有更强的稳健性和更高的估计精度。     

数字滤波器设计中采样频率的作用和影响

在“数字信号处理”课程的学习和教学中,数字滤波器设计中采样频率的作用是一个较难理解和容易混淆的概念,本文详细讨论了采和频率在数字滤波器设计中的作用和影响,从数学原理和物理概念两方面说明了采样频率的作用以及产生概念错误的原因。     

光格型FIR增益均衡滤波器设计

为了避免传统的经验方法设计增益均衡滤波器(GEF)的主观性和不确定性,将电子学格型有限冲激响应(FIR)数字滤波的概念和算法移植到光学格型滤波器,提出一种基于掺Er光纤放大器(EDFA)自发增益(ASE)谱的频率采样设计法和光格型GEF的设计方案。该滤波器由数个各种分光比的波导耦合器经由具有单位时延差的光波导级连构成。分析了根据目标传递函数求解光格型阵列参数的算法,进而针对实际的ASE谱设计了40阶的GEF,在1527～1564nm波段内的增益平坦波动小于±0.4dB,并具有线性相频响应特性和互易性。     

A Survey of FIR Filter Design Techniques: Low-complexity,Narrow Transition-band and Variable Bandwidth

In the present century, digital signal processing (DSP) approaches are considered to be one of the most powerful technologies which may shape the science and technology in coming decades. From 1970 onwards, a drastic revolution took place in a wider domain of DSP which has made it popular in several studies such as radar and sonar signal processing, digital televisions, wireless communication scenarios and other multimedia setup etc. Digital filters form the backbone of this DSP architecture and in point of fact the field of digital filter design has drawn justified recognition from the researchers throughout the world for the last 50 years. In connection to this, thousands of research articles may be found from the literature which had extensively addressed on the design of such filters. In order to meet the requirement of narrow transition-band, finite impulse response (FIR) filters are commonly assumed to be of higher order and accordingly it significantly enhances computational complexity. In regard to this, construction of hardware efficient digital filters had drawn significant consideration which aims to include minimum hardware elements during its application and consequently consumes less power. This review paper illustrates various techniques for the implementation of hardware efficient narrow transition-band FIR filter and investigates a number of favourable attributes which are capable in sustaining the stringent requirements of communication standards. A good number of relevant articles are taken from the literature so as to make a robust and complete review.     

基于频率响应掩蔽法的宽带滤波器的设计

针对FIR滤波器设计中锐截止宽带滤波器阶数较高、计算复杂的问题,提出用频率掩蔽法,先设计一个过渡带为目标过渡带的L倍的原型滤波器,其实现复杂度远小于所要求的滤波器,依据L倍内插滤波器的过渡带宽是原型滤波器的1/L的原理,利用一对互补滤波器和掩蔽滤波器,得到了较低计算复杂度的锐截止宽带滤波器。