[發明專利]具有靈活可重構特性的濾波器組和設計方法

有效

• 申請號: 201811455223.1
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN109639257B
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發明（設計）人: 魏瑩;馬彤
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H03H17/02
• 分類號: H03H17/02
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 李琳

1.一種具有靈活可重構特性的濾波器組，其特征是：包括濾波器產生模塊以及與之相連的加法器模塊，其中，所述濾波器產生模塊利用具有可變帶寬的濾波器為原型濾波器，并利用系數抽取和系數插值技術對具有可變帶寬的濾波器中每一子濾波器進行重構，其中，抽取操作和插值操作分別進行若干次，取插值因子為第一類設定值以及抽取因子為第二類設定值，系數抽取和系數插值技術被應用于原型可變濾波器的每一個子濾波器中得到相應的插值濾波器和抽取濾波器，a為大于1的整數，第一類設定值的取值為a或a^a，抽取操作進行若干次，如果進行一次抽取操作，優先選擇較小值；相應的第二類設定值為a或a^a，插值操作進行若干次，如果進行一次插值操作，優先選擇較小值,構建原型濾波器的對稱濾波器和抽取濾波器的對稱濾波器，每個子濾波器的多個不同的輸出分別對應重構后的多個不同的濾波器的輸出；濾波器產生模塊中，令G_i,k是第i組中的第k個濾波器，第i組共n_i個濾波器，各濾波器G_i,k單獨受控制，同時，各濾波器G_i,k各自的控制都有自己的控制參數φ_i,k，利用所述控制參數φ_i,k調整G_i,k的帶寬，所有的控制單元共享子濾波器的輸出,每一個濾波器都有一個獨立的控制單元；

所述原型濾波器包括L+1個子濾波器以及控制單元，所述子濾波器的每一個輸出順次通過控制單元被加權，且第k個子濾波器的傳遞函數表示為：

其中，h_k(n)為子濾波器H_k(z)的系數，N是子濾波器的長度,z指z變換域；

形成的可變濾波器H(z,φ)為L+1個被加權子濾波器的和，即：

其中，φ是控制參數，第k個子濾波器的加權值是φ^k，φ_l和φ_u分別是φ的上下邊界，通過調整φ的值，濾波器H(z,φ)的帶寬被調整。

2.如權利要求1所述的一種具有靈活可重構特性的濾波器組，其特征是：H(z,φ)的通帶截止頻率的上下界分別為ω_max和ω_min另ω_max＝aω_min。

3.如權利要求1所述的一種具有靈活可重構特性的濾波器組，其特征是：所述濾波器產生模塊產生一組低通濾波器和一組高通濾波器，低通濾波器分布在低頻區，高通濾波器分布在高頻譜區，低通濾波器分布在四個不同的組，高通濾波器分布在另外四個不同的組，每一組濾波器通過使用控制單元對各子濾波器的不同輸出進行加權而得到。

4.如權利要求1所述的一種具有靈活可重構特性的濾波器組，其特征是：濾波器產生模塊中，令G_i,k是第i組中的第k個濾波器，第i組共n_i個濾波器，各濾波器G_i,k單獨受控制，同時，各濾波器G_i,k各自的控制都有自己的控制參數φ_i,k，利用所述控制參數φ_i,k調整G_i,k的帶寬，所有的控制單元共享子濾波器的輸出；

其中，低通濾波器組和高通濾波器組中至少各有一組濾波器需要通過第一掩蔽濾波單元掩蔽濾波得到，低通濾波器組和高通濾波器組中至少各有另外一組濾波器需要通過第二掩蔽濾波單元掩蔽濾波得到，每一個濾波器都有一個獨立的控制單元和靈活可控的帶寬。

5.如權利要求1所述的一種具有靈活可重構特性的濾波器組，其特征是：在加法器模塊中，濾波器子帶由濾波器產生模塊產生的濾波器產生，第一個子帶和最后一個子帶直接由具有最小帶寬的低通濾波器和高通濾波器分別直接產生，濾波器組中間的子帶通過從一個全通濾波器中減去具有最大帶寬的高通濾波器和具有最大帶寬的低通濾波器產生，其他子帶通過用一個具有A帶寬的濾波器減去與它相鄰的具有B帶寬的濾波器產生，A大于B，且A小于等于最大帶寬，B大于等于最小帶寬，且濾波器每個子帶的帶寬和中心頻率都能被獨立靈活地控制。