[發明專利]一種基于DFT的非最大抽取系統綜合濾波器組構造方法

有效

• 申請號: 201510762085.1
• 申請日: 2015-11-10
• 公開（公告）號: CN105337587B
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發明（設計）人: 張文旭;陳亞靜;陳濤;周成群;史方明
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: H03H17/02
• 分類號: H03H17/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于DFT的非最大抽取系統綜合濾波器組構造方法，其特征在于：利用移頻模塊，將有待綜合的M個信道基帶復信號為m＝0,1,...M-1分別乘以復指數調制因子，得到帶寬相等、中心頻率等間隔排列的信號頻譜分布方式；其中：復指數調制因子為e為自然數對數；j是虛數，滿足j²＝-1；π為圓周率；M為子信道個數；D為上采樣倍數，m＝0,1,...,M-1,n＝(-∞,∞)；再將M個信道的調制數據經過傅立葉變換模塊，對M個信道進行離散傅立葉逆變換IDFT，得到變換后數據；然后對IDFT后的數據進行濾波，再經過上采樣進行D倍插值，得到M個信道插值后數據；最后經過延時模塊、求和模塊，綜合出最終的目標信號。

2.根據權利要求1所述的一種基于DFT的非最大抽取系統綜合濾波器組構造方法，其特征在于：分析濾波器組包含M個信道，其Z變換定義為H_m(Z),m＝0,1,...,M-1；帶通濾波器具有相同的帶寬，每一個濾波器的中心頻率表示為ω_m，其中ω_m＝2πm/M,m＝0,1,...,M-1；原型濾波器的單位沖擊響應是h(n)＝{h[0],...,h[N-1]},濾波器長度為N，即0≤n≤N-1，其Z變換為：經過DFT調制，第m個信道的帶通濾波器為相應的頻率響應為：其中，綜合濾波器組表示為：且信道數目M與抽取倍數D之間的關系滿足非最大化抽取條件，即：M/D＝F，F為大于1的正整數。

3.根據權利要求1所述的一種基于DFT的非最大抽取系統綜合濾波器組構造方法，其特征在于綜合濾波器組構造滿足如下特征條件：

其中H(Z)為分析濾波器組原型濾波器，G(Z)為綜合濾波器組原型濾波器，K(Z)為中間處理單元頻率響應，X(Z)為輸入信號x(n)的Z變換，Y(Z)為輸出信號y(n)的Z變換，M為信道數，D為抽取數；

矩陣形式定義如下：

矩陣表示式為：

有用的信號轉換函數；

為無用的信號混疊轉換函數；

為零時：

則有：

為實現信號的有效傳輸，分析濾波器與綜合濾波器的中間處理部分的頻率響應K(Z)滿足：

K_M×M＝E_M×M

E_M×M為M階單位矩陣；

4.根據權利要求1所述的一種基于DFT的非最大抽取系統綜合濾波器組構造方法，其特征在于：第m個信道的綜合濾波器頻率響應為：

F_k(Z)為G(Z)的多相分量，P為大于N/M的最小整數；當M滿足M＝2ⁿ,n＝0,1,2...時，IDFT模塊可以用IFFT傅立葉變換替換。

5.根據權利要求1所述的一種基于DFT的非最大抽取系統綜合濾波器組構造方法，其特征在于，綜合濾波器組多相分支濾波器構造過程如下：

(1)利用Remez函數設計綜合濾波器組原型濾波器，單位沖擊響應為h₀(n)＝{h[0],...,h[N-1]}，濾波器長度為N，即0≤n≤N-1，其Z變換為：第m個信道的帶通濾波器為其中ω_m＝2πk/K,k＝0,1,...,K-1，相應的頻率響應為：

(2)設置信道數M＝16，抽取數D＝8，歸一化通帶截止頻率為0.065，阻帶起始頻率分別為0.114，濾波器階數N＝192，原型濾波器的系數*10^-6如下：

h(n)＝[-6.728,-7.634,-0.111,-0.145,-0.176,-0.194,-0.192，-0.159,......]_1×196

(3)將原型濾波器系數轉換成16×12的陣列，按照非最大抽取系統中設計參數綜合濾波器多相成分F_k(Z²)相當于在每個支路的多相濾波器間插一個0值，即可得到16組多相成分F_k(Z²)，k＝0，1，…15，其中插0值之后的每個多相成分F_k(Z²)為24階。