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一种有限脉冲响应滤波器格型结构优化方法及灵敏度分析 被引量:4
1
作者 庄陵 张文静 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第2期686-693,共8页
有限脉冲响应(FIR)滤波器是无线通信研究中多载波调制系统的主要组成单元。针对有限字长效应导致FIR滤波器性能下降问题,该文提出一种FIR滤波器格型结构改善因量化导致的滤波器系数误差,即降低系数灵敏度,利用状态空间结构表示相应改进... 有限脉冲响应(FIR)滤波器是无线通信研究中多载波调制系统的主要组成单元。针对有限字长效应导致FIR滤波器性能下降问题,该文提出一种FIR滤波器格型结构改善因量化导致的滤波器系数误差,即降低系数灵敏度,利用状态空间结构表示相应改进格型结构系数,并推导分析其系数灵敏度表达式。仿真实例验证理论推导结果,即改进格型结构系数灵敏度与采样周期相关。与传统格型结构相比,在量化字长和采样周期约束下,改进格型结构频响特性曲线更接近理想频响特性曲线,系数灵敏度更小,抗有限字长效应能力更好。 展开更多
关键词 有限脉冲响应滤波器 有限字长 格型结构 状态空间 系数灵敏度
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基于加权最小二乘的稀疏FIR滤波器设计方法
2
作者 庄陵 宋诗苇 刘莹 《华南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期84-91,共8页
大规模通信系统的发展对传统滤波器设计提出了更高的要求,稀疏有限脉冲响应(FIR)滤波器具有低计算复杂度与低实现成本的特点,但常规凸松弛近似设计方法会产生额外的逼近误差,稀疏性也不理想,并且求解过程复杂。针对FIR滤波器在设计中由... 大规模通信系统的发展对传统滤波器设计提出了更高的要求,稀疏有限脉冲响应(FIR)滤波器具有低计算复杂度与低实现成本的特点,但常规凸松弛近似设计方法会产生额外的逼近误差,稀疏性也不理想,并且求解过程复杂。针对FIR滤波器在设计中由于乘法器个数多而导致实现成本高的问题,该文提出了一种基于加权最小二乘准则的稀疏FIR滤波器设计方法。首先,根据不同范数性质对初始稀疏表示的L0范数进行替换,即对目标函数进行改进,从而在保持稀疏性的基础上,解决非凸函数难以直接求解的问题;然后,将目标问题转化为2个凸子问题差的形式,根据迭代规则构造形式更为简单的子问题,采用交替求解方法求解子问题,以进一步提高求解效率并降低求解复杂度;最后,在确定0系数的位置后,通过求解一个加权最小二乘问题来进一步减小近似误差。仿真实验结果显示:与已有的稀疏滤波器求解方法相比,所提方法能够提高FIR滤波器的系数稀疏性,降低乘法器个数,并且在稀疏性增强的情况下获得较为折中的均方根误差与最大误差,同时计算机求解时间更少,求解效率更高。 展开更多
关键词 滤波器 设计方法 有限脉冲响应 加权最小二乘
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基于MATLAB的FIR数字滤波器设计分析
3
作者 贺雪莉 《铁路计算机应用》 2025年第3期75-81,共7页
文章主要研究基于MATLAB实现有限长单位脉冲响应(FIR,Finite Impulse Response)数字滤波器的设计方法,分别从时域和频域两方面对窗函数法和频域采样法进行详细描述,并通过类比两种设计方法的仿真结果,总结其优缺点,可为实际滤波器设计... 文章主要研究基于MATLAB实现有限长单位脉冲响应(FIR,Finite Impulse Response)数字滤波器的设计方法,分别从时域和频域两方面对窗函数法和频域采样法进行详细描述,并通过类比两种设计方法的仿真结果,总结其优缺点,可为实际滤波器设计方法的选择提供理论支撑。 展开更多
关键词 有限长单位脉冲响应(fir) 数字滤波器 MATLAB 窗函数法 频域采样法
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基于有限脉冲变换的FIR滤波器进化设计 被引量:1
4
作者 周凯汀 郑力新 戴在平 《华侨大学学报(自然科学版)》 CAS 2001年第1期80-84,共5页
结合 FIR傅里叶级数设计法和窗函数的基本原理 ,提出先将 FIR滤波器的脉冲系列自由分布于 - 1~ 1之间 ,然后优化求逆 ,获得预期 FIR滤波器特性的新思路 .根据预期频率特性的指标要求 ,建立脉冲值的优化模型 ,通过遗传算法来求解 .所得... 结合 FIR傅里叶级数设计法和窗函数的基本原理 ,提出先将 FIR滤波器的脉冲系列自由分布于 - 1~ 1之间 ,然后优化求逆 ,获得预期 FIR滤波器特性的新思路 .根据预期频率特性的指标要求 ,建立脉冲值的优化模型 ,通过遗传算法来求解 .所得的优化解 ,使对应 FIR滤波器的频率特性较好地满足预期频率特性的要求 .该设计具有方法简单、自由度高。 展开更多
关键词 遗传算法 fir滤波器 傅里叶级数法 窗函数法 进化设计 有限脉冲变换 频率损坏
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无限长非负脉冲响应数字低通滤波器设计 被引量:1
5
作者 潘凯 米飞 杨阳 《激光杂志》 北大核心 2018年第5期10-14,共5页
提出了一种间接设计无限长非负脉冲响应(NNIIR)数字低通滤波器的方法。首先,根据指标要求采用常规设计方法得到非递归低通滤波器,再施加一辅助滤波器,使非递归低通滤波器非负。然后,在此基础上,再采用光滑迭代法获得FIR证据滤波... 提出了一种间接设计无限长非负脉冲响应(NNIIR)数字低通滤波器的方法。首先,根据指标要求采用常规设计方法得到非递归低通滤波器,再施加一辅助滤波器,使非递归低通滤波器非负。然后,在此基础上,再采用光滑迭代法获得FIR证据滤波器,即NNFIR低通滤波器。最后,针对上述已设计得到的NNFIR数字低通滤波器,采用FIR拟合法得到NNIIR数字低通滤波器的相关系数,使NNIIR数字低通滤波器的脉冲响应在某些采样点处逼近或等于NNFIR数字低通滤波器的脉冲响应。最后给出了NNIIR低通滤波器设计实例。通过实例仿真分析可知,设计得到的IIR滤波器脉冲响应均为非负,而且还具有阶数小,线性相位良好的优点,充分说明了设计方法的合理性与有效性。 展开更多
关键词 无限长非负脉冲响应 光滑迭代法 证据滤波器 fir拟合法
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设计有限字长FIR数字滤波器的Tabu优化算法 被引量:4
6
作者 殷福亮 周浩洋 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第10期1367-1372,共6页
该文提出了设计有限字长 FIR数字滤波器的 Tabu优化算法,这是一种模拟人的记忆过程的并行优化算法。首先,详细描述了 Tabu算法并给出了计算步骤;然后将 Tabu算法应用于有限字长 FIR数字滤波器的优化设计;最后给出了模拟计算结果。
关键词 fir数字滤波器 TABU算法 有限字长 设计 优化算法
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基于FPGA实现FIR滤波器的研究 被引量:14
7
作者 郭晓宇 潘登 杨同中 《电子技术应用》 北大核心 2004年第4期61-63,共3页
针对在FPGA中实现FIR滤波器的关键———乘法运算的高效实现进行了研究熏给出了将乘法化为查表的DA算法熏并采用这一算法设计了FIR滤波器。通过FPGA仿真验证熏证明了这一方法是可行和高效的熏其实现的滤波器的性能优于用DSP和传统方法... 针对在FPGA中实现FIR滤波器的关键———乘法运算的高效实现进行了研究熏给出了将乘法化为查表的DA算法熏并采用这一算法设计了FIR滤波器。通过FPGA仿真验证熏证明了这一方法是可行和高效的熏其实现的滤波器的性能优于用DSP和传统方法实现的FIR滤波器。最后介绍了整数的CSD表示和还处于研究阶段的根据FPGA实现的要求改进的最优表示。 展开更多
关键词 FPGA fir滤波器 数字滤波器 CSD 有限冲激响应 分布式运算
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一种高速FIR滤波器的设计及实现 被引量:11
8
作者 刘军 黄君凯 易清明 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2004年第7期150-152,共3页
本文提出了在ASIC中实现高速滤波器的一种新型结构,这种结构是使用流水线技术,通过对高速乘法器的合理分割并组合Wallace加法树阵列构成,采用这种结构可以实现任何阶数的高速FIR滤波器。文章最后对所设计的滤波器的各个部分进行了时延分... 本文提出了在ASIC中实现高速滤波器的一种新型结构,这种结构是使用流水线技术,通过对高速乘法器的合理分割并组合Wallace加法树阵列构成,采用这种结构可以实现任何阶数的高速FIR滤波器。文章最后对所设计的滤波器的各个部分进行了时延分析,并与传统结构实现的滤波器进行了性能比较。 展开更多
关键词 有限脉冲响应滤波器 流水线 专用集成电路
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一种改进的FIR数字滤波器自适应设计方法 被引量:17
9
作者 杨益新 孙超 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期554-558,共5页
提出了一种迭代算法 ,在 FIR数字滤波器的自适应设计过程中自动改变各个频率指标上代价因子的值 ,最终实现代价因子的最优取值。利用这种改进方法 ,可以实现 FIR数字滤波器和设计指标之间的最佳拟合。给出了两个设计实例 ,其中幅度响应... 提出了一种迭代算法 ,在 FIR数字滤波器的自适应设计过程中自动改变各个频率指标上代价因子的值 ,最终实现代价因子的最优取值。利用这种改进方法 ,可以实现 FIR数字滤波器和设计指标之间的最佳拟合。给出了两个设计实例 ,其中幅度响应每倍频程衰减 6 d B的滤波器 ,可以用于模拟水声阵列接收的宽带海洋噪声 ,而高精度时延的滤波器 ,则可以实现波束形成中所需要的非整数倍采样间隔的时延。 展开更多
关键词 fir数字滤波器 自适应设计 代价因子 宽带海洋噪声 高精度时延 迭代算法 有限冲击响应
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一种基于结构优化的FIR滤波器舍入噪声性能改进方案 被引量:6
10
作者 庄陵 关鹃 +1 位作者 马靖怡 王光宇 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期932-938,共7页
针对滤波器组系统硬件实现时原型滤波器的有限字长效应问题,该文研究如何改善FIR原型滤波器由信号量化引起的舍入噪声,即降低舍入噪声增益,提出一种FIR滤波器优化结构。通过分析舍入噪声来源,利用多项式参数化方法对舍入噪声增益表达式... 针对滤波器组系统硬件实现时原型滤波器的有限字长效应问题,该文研究如何改善FIR原型滤波器由信号量化引起的舍入噪声,即降低舍入噪声增益,提出一种FIR滤波器优化结构。通过分析舍入噪声来源,利用多项式参数化方法对舍入噪声增益表达式进行推导。仿真实例证明,在不同字长约束条件下所提结构滤波器的幅频相频响应与理想状态基本吻合;通过与现有算法对比,所提结构具有较小的舍入噪声增益。 展开更多
关键词 fir滤波器 有限字长 舍入噪声增益
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高速FIR滤波器设计与FPGA实现 被引量:4
11
作者 鲁迎春 李祥 汪壮兵 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2007年第12期1705-1707,共3页
文章主要研究了基于传统的乘累加(MAC)结构的FIR滤波器设计的2种方法,在此基础上研究了一种新的基于分布式算法(DA)的FIR滤波器设计的硬件结构,分析了DA算法结构较MAC结构的优点。最后设计了一个8阶8 bits的基于DA结构的FIR低通滤波器,... 文章主要研究了基于传统的乘累加(MAC)结构的FIR滤波器设计的2种方法,在此基础上研究了一种新的基于分布式算法(DA)的FIR滤波器设计的硬件结构,分析了DA算法结构较MAC结构的优点。最后设计了一个8阶8 bits的基于DA结构的FIR低通滤波器,并在Altera FPGA上进行硬件实现。 展开更多
关键词 有限长度脉冲响应数字滤波器 现场可编程逻辑门阵列 乘法累加器 分布式算法
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基于CPLD的线性相位FIR滤波器优化设计 被引量:1
12
作者 杜清珍 秦鹏 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期50-53,共4页
通过建立有限脉冲响应 ( FIR)滤波器的离散数学模型 ,提出了基于复杂可编程逻辑器件( CPLD)的 FIR滤波器的一种优化设计方案和新算法。实验结果表明 ,系统响应速度快 ,占用硬件资源小 ,在保证线性相位的前提下 。
关键词 fir滤波器 线性相位 CPLD 优化设计 复杂可编程逻辑器件 有限脉冲响应滤波器 数字滤波器
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FIR滤波器与回归分析的空间外差干涉谱目标识别 被引量:1
13
作者 张文涛 高凤艳 +3 位作者 叶松 熊伟 汪杰君 王新强 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第7期1-8,共8页
结合辐射传输和朗伯比尔定律,提出一种基于有限脉冲响应数字滤波器和多元线性回归分析的空间外差干涉谱目标匹配方法,通过对干涉图直接分析来提取出钾共振双线的特征以实现目标识别。本文采用传统有限脉冲响应数字滤波的处理方法来消除... 结合辐射传输和朗伯比尔定律,提出一种基于有限脉冲响应数字滤波器和多元线性回归分析的空间外差干涉谱目标匹配方法,通过对干涉图直接分析来提取出钾共振双线的特征以实现目标识别。本文采用传统有限脉冲响应数字滤波的处理方法来消除有效目标干涉频率信息以外的背景信息和干扰信号。通过对滤波前后的时域干涉数据进行多元线性回归处理获得最佳的时域滤波系数,以对目标信号、背景信号的干涉图直接进行滤波处理,最后通过干涉图匹配技术来识别钾共振双线信号。该算法无需测量背景光谱或背景干涉图,亦无需对干涉图做傅里叶变换获取光谱,在提高计算效率的同时提高空间外差光谱仪遥感数据的分析反演能力。 展开更多
关键词 空间外差光谱技术 干涉图 钾共振双线 有限脉冲响应数字滤波器 多元线性回归
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用FPGA实现数字低通FIR滤波器 被引量:4
14
作者 张爱国 张兴敢 《电子产品世界》 2003年第03B期54-56,共3页
介绍一种数字低通FIR滤波器的设计及其实现,在设计中利用MATLAB工具软件进行了参数计算和仿真,由于采用FPGA,使得滤波器的实现结构简单,节约了硬件资源,加快了研制进度,实验结果表明滤波器性能稳定可靠,达到了预期的指标。
关键词 数字低通 fir滤波器 MATLAB FPGA 有限脉冲响应
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一种基于FPGA节省资源实现FIR滤波器的设计方法 被引量:5
15
作者 李海军 王玉萍 黄耀群 《信息与电子工程》 2010年第4期455-458,共4页
有限长脉冲响应(FIR)滤波器的结构决定了用现场可编程门阵列(FPGA)设计非常消耗触发器资源或存储器资源。以n阶滤波器为例,提出一种节省触发器和双口RAM的读写操作方法。通信系统应用仿真表明,与常规FIR滤波相比较,本文方法不仅滤波效... 有限长脉冲响应(FIR)滤波器的结构决定了用现场可编程门阵列(FPGA)设计非常消耗触发器资源或存储器资源。以n阶滤波器为例,提出一种节省触发器和双口RAM的读写操作方法。通信系统应用仿真表明,与常规FIR滤波相比较,本文方法不仅滤波效果良好,而且大量减少乘法器和加法器数量,有效节省触发器和双口RAM。滤波器阶数越高,越节省资源。 展开更多
关键词 滤波器 现场可编程门阵列 有限脉冲响应 节省资源
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基于时间模式信号处理的三阶FIR滤波器实现 被引量:1
16
作者 赵倩 陈杨军 《电子设计工程》 2023年第20期91-95,共5页
文中提出了一种基于时间模式信号处理电路的三阶低通有限脉冲响应(FIR)滤波器的实现。滤波器拓扑由一组新颖的构建块组成,这些构建块在时间模式下执行必要的功能,包括z-1运算、时间加法和时间乘法。设计的时域三阶FIR滤波器的输出与采... 文中提出了一种基于时间模式信号处理电路的三阶低通有限脉冲响应(FIR)滤波器的实现。滤波器拓扑由一组新颖的构建块组成,这些构建块在时间模式下执行必要的功能,包括z-1运算、时间加法和时间乘法。设计的时域三阶FIR滤波器的输出与采样频率同步,且该滤波器的拓扑结构是模块化的,因此只需增加延迟和乘法器的数量就可以创建高阶滤波器。滤波器是在28 nm三星全耗尽绝缘体上硅FD-SOI工艺中设计的,电源电压为1 V,采样频率为5 MHz,仿真结果验证了理论分析的正确性,FIR滤波器在50 kHz的输入频率下实现了38.6 dB的信噪加失真比(SNDR),功耗约为200μW。 展开更多
关键词 有限脉冲响应 脉宽调制 时间模式信号处理电路 fir滤波器
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基于DSP的FIR数字滤波器的实现 被引量:1
17
作者 刘嵩 罗敏 《武汉科技学院学报》 2007年第1期66-68,共3页
介绍了FIR滤波器的基本结构、设计方法和循环寻址的特点,给出了利用TMS320DM642设计FIR数字滤波器的主要编程语句及其实验波形。实验证明,该滤波器准确度高、稳定性好,易于移植使用,具有较强的实用性与灵活性。
关键词 滤波器 有限长度脉冲响应 存储器 数字信号处理
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基于一维PCA-EIR技术的二维SVD-FIR滤波器设计
18
作者 王浩 包永强 +2 位作者 奚吉 赵力 邹采荣 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期247-251,共5页
为了减少2D有限冲击响应(FIR)滤波器的硬件执行复杂度,采用基于主成分分析(PCA)的1D外插脉冲响应(PCA-EIR)滤波器设计技术,合成了基于奇异值分解(SVD)的2D FIR(2DSVD-FIR)滤波器系统中的所有1D FIR子滤波器.在不影响2D FIR滤波器频率响... 为了减少2D有限冲击响应(FIR)滤波器的硬件执行复杂度,采用基于主成分分析(PCA)的1D外插脉冲响应(PCA-EIR)滤波器设计技术,合成了基于奇异值分解(SVD)的2D FIR(2DSVD-FIR)滤波器系统中的所有1D FIR子滤波器.在不影响2D FIR滤波器频率响应指标的前提下,如果1D EIR技术所合成的1D FIR子滤波器的硬件执行复杂度低于原型1D FIR子滤波器的硬件执行复杂度,则前者可替代后者;反之,原型1D FIR子滤波器保持不变.仿真结果表明,在不影响2D FIR滤波器频率响应性能的前提下,与传统的2D SVD-FIR滤波器设计相比,采用1DPCA-EIR技术设计2D冲击响应矩阵SVD-FIR滤波器和2D频率响应矩阵SVD-FIR滤波器,可使其硬件执行分别减少8.85%和7.37%的乘法器,而加法器则分别减少13.15%和13.19%.由此可知,1D PCA-EIR技术可用于合成任意1D FIR滤波器. 展开更多
关键词 外插脉冲响应滤波器 有限冲击响应滤波器 奇异值分解 低复杂度滤波器
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基于CPLD的FIR滤波器的快速实现
19
作者 陈世国 张软玉 +2 位作者 王鹏 陈文耀 李泰华 《电讯技术》 北大核心 2003年第6期81-85,共5页
介绍了用CPLD实现高精度高速度FIR数字滤波器的基本方法,可以方便地调整滤波器的阶数和系数,适合不同的应用。时序分析表明,该设计在系数量化数据宽度为20bit时可工作于40MHz以上的时钟频率。用设计软件对X-Ray取样信号进行功能仿真,并... 介绍了用CPLD实现高精度高速度FIR数字滤波器的基本方法,可以方便地调整滤波器的阶数和系数,适合不同的应用。时序分析表明,该设计在系数量化数据宽度为20bit时可工作于40MHz以上的时钟频率。用设计软件对X-Ray取样信号进行功能仿真,并与Matlab仿真结果进行比较。结果表明该设计是可靠的,可以满足一些高精度实时系统如X-Ray数字谱仪的需求。 展开更多
关键词 CPLD fir滤波器 有限冲激响应 直接型结构 系数量化
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一种用时变FIR滤波器实现宽带恒定束宽波束形成器的方法
20
作者 邱宏安 闫雷 罗超 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期768-771,共4页
提出了一种获得宽频带恒定束宽波束形成器的方法,并针对该方法的特点,设计了独立的硬件结构和相应的数据输入结构。用具有时变脉冲响应的F IR滤波器完成对多路信号的不同滤波;用环形联接的移位寄存器完成对滤波结果的求和运算。简单而... 提出了一种获得宽频带恒定束宽波束形成器的方法,并针对该方法的特点,设计了独立的硬件结构和相应的数据输入结构。用具有时变脉冲响应的F IR滤波器完成对多路信号的不同滤波;用环形联接的移位寄存器完成对滤波结果的求和运算。简单而高效地实现了多个滤波器输出的累加和分批滤波处理结果的批间衔接。并针对该法进行了性能分析,给出了实现实例。 展开更多
关键词 fir滤波器 宽频带恒定束宽波束形成器 硬件结构 数据输入结构 时变脉冲响应
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