[發明專利]一種基于濾波器系數高增益的無乘法濾波器設計方法

有效

• 申請號: 202110544799.0
• 申請日: 2021-05-19
• 公開（公告）號: CN113193854B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 魯祖坤;宋捷;孫廣富;李柏渝;黃龍;邱楊;劉哲;李湘豪;周彥波;王曉琴
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: H03H17/02
• 分類號: H03H17/02
• 代理公司: 中國和平利用軍工技術協會專利中心 11215
• 代理人: 劉光德

1.一種基于濾波器系數高增益的無乘法濾波器的設計方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1.采用線性相位的轉置型FIR濾波器，根據濾波器的截止頻率、通帶頻率、最小阻帶衰減和濾波器波紋，設計得到原始濾波器抽頭系數集合

S2.對原始濾波器抽頭系數集合C中的各抽頭系數做高增益倍乘并取整，得到各高增益抽頭系數C_i，即：round(·)是四舍五入取整函數，N為濾波器的抽頭系數總數，k為倍乘系數；

S3.對所述濾波器的各高增益抽頭系數C_i進行因數分解，得到各分解因子；

S4.按照最佳CSD編碼方法對得到的全部分解因子進行無乘法編碼設計，從而得到無乘法濾波器的結構；

所述步驟S3中，所述對各高增益抽頭系數C_i進行因數分解，包括：

S31.獲取第一類分解因子F₁，所述第一類分解因子F₁為所有能整除c_i的整除數2^j，c_i除以第一類分解因子F₁中指數最大的整除數得到c_i′，公式如下：

其中，mod(·)為取余函數，B為c_i的二進制長度，floor(·)為向下取整函數；

S32.獲取第二類分解因子F₂，所述第二類分解因子F₂為所有能整除c_i′的整除數2^l+1或2^l-1，c_i′除以第二類分解因子F₂中指數最大的整除數得到c_i″，公式如下：

其中，B′為c_i′的二進制長度；

S33.獲取第三類分解因子F₃，所述第三類分解因子F₃為所有能整除c_i″的整除數2^m+2ⁿ+1或2^m+2ⁿ-1或2^m-2ⁿ+1或2^m-2ⁿ-1，c_i″除以第三類分解因子F₃中包含兩個最大指數的整除數得到c_i″′，公式如下：

其中，B″為c_i″的二進制長度；

S34.獲取第四類分解因子F₄，所述第四類分解因子F₄為能夠整除c_i″′的特殊系數，

所述特殊系數的數值通過查找特殊系數因子查找表法獲得，按照查找表中規定的分解方式對所述特殊系數進行因數分解；

S35.獲取第五類分解因子F₅，所述第五類分解因子F₅為c_i″′被所有特殊系數整除之后剩余的數。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：

所述高增益抽頭系數C_i與五類分解因子的關系為：

c_i＝ΠF₁·∏F₂·∏F₃·∏F₄·∏F₅；其中，Π(·)是對上述各類分解因子中所有分解因子的累乘。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：

在執行到S31-S35任一步驟的過程中，若加法器的累計數量已經超過了只按原始CSD編碼方式進行濾波器設計時所使用的總加法器數量，則跳出該步驟，分解因子取截止到上一步驟得到的全部分解因子，并將在上一步驟進行因數分解后剩余的數記為最后一個分解因子。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S4中，按照最佳CSD編碼方法對分解因子進行編碼設計，包括：

S41.從最低有效位開始，用取代所有大于2的全1序列；其中代表負1位。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述步驟S4中，按照最佳CSD編碼方法對分解因子進行編碼設計，還包括：

S42.用取代1011；

S43.從最高有效位開始，用011代替