目标函数〇d(m)来实现的，其中0d(m)为
[0047] 0d(m) =m0a + (l-m)0p
[0048] 其中m为加权，0a为混叠误差，0β为幅度失真误差。
[0049] 102.通过将设计生成的低通原型滤波器系数进行抽取，构造各分支子带滤波器；
[0050] 详细的实施说明如下：
[0051] 构造子带滤波器，各子带滤波器系数是对原型滤波器的抽取得到的，其中子带系 数是基于以下公式：
[0052] hj(n) =h(Mn+1),
[0053] 其中M为划分子带数目以及抽取倍数，1为子带序号索引，n为滤波器系数索引， hjn)为属于子带序号索引1的滤波器的系数，1 = 0, 1，…Μ-1,η= 0, 1，…Ν/Μ-1。
[0054] 103.将信号进行一系列的单位延迟、抽取、子带滤波、离散傅里叶运算等分析部分 的处理分离得到子带数目的基带信号；
[0055] 详细的实施说明如下：
[0056] 分离实信号得到基带信号的分析滤波器组部分，包括可实现延迟和抽取功能的移 位寄存器（401)、子带滤波器组（402)、离散傅里叶变换装置（403)，其中在离散傅里叶变换 装置的输出端，获得经分析滤波器组后的子带低频信号。
[0057] 按照图3,经过分析滤波后，DFT变换装置（303)的输出子带低频信号由以下公式 给出：
[0058]
[0059] 其中，WMk=e]2"k/M为输入信号的调制因子，Ak(z)为k索引下的子带输出，Η(ζ)为 原型滤波器h(η)对应的ζ变换，k为子带输出号索引，k= 0, 1，…Μ-1
[0060] 104.根据经分析滤波器组后得到的低频子带信号确定需重构的子带数目，对低通 原型滤波器系数进行动态抽取、变换，构造综合滤波器组的各子带滤波器；
[0061] 详细的实施说明如下：
[0062] 按照图4,经过综合滤波后，移位寄存器及加法器（405)的输出信号由以下公式给 出：
[0063]
[0064] 其中，Η(z)为原型滤波器h(η)对应的z变换，F(z)为原型滤波器f(η)对应的z 变换，h为综合子带的起始序号索引
[0065] 将上式转化为矩阵形式关系如下：
[0068] 设计的原型滤波器通过优化使其满足条件T= [1 0…0]，
[0069] 移位寄存器及加法器（405)的输出信号转化为：
[0070]
[0071] 即整个系统完成的仅是对输入信号Χ(ζ)的尺度变换和频谱搬移，实现了重构。
[0072] 按照图2,检测判定装置（201)给出需要综合的子带数目Ν，当Ν辛2的整次幂时， 取大于Ν的最接近的2的整次幂数，以用快速变换FFT提高系统运算的效率。利用Ν动态 控制制移位寄存器（202)装置即可得到动态综合滤波各子带滤波器系数。
[0073] 105.对经分析部分分离出的子带数目的基带信号进行一系列的离散傅里叶运算、 子带滤波、复因子调制、内插、单位延迟等综合部分的处理得到基带的重构信号；
[0074] 详细的实施说明如下：
[0075] 并行FFT变换装置（401)，复调制因子模块（402)，子带滤波器组（403)、插值器 (404)、移位寄存及加法器装置（405)，其中经过移位寄存及加法器装置（405)后，获得经过 整个动态重构滤波器组后的低频输入信号。
[0076] 按照图4,经过综合滤波后，移位寄存器及加法器（405)的输出信号由以下公式给 出：
[0077]
[0078] 即整个系统完成的仅是对输入信号Χ(ζ)的尺度变换和频谱搬移，实现了重构。
【主权项】
1. 一种动态可重构滤波器组低复杂度的实现方法，其特征在于包括以下步骤： 101 :预划分子带带宽的的有限长单位脉冲响应FIR低通原型滤波器，阶数为划分子带 数目整数倍； 102 :将生成的低通原型滤波器系数进行抽取构造各分支子带滤波器； 103:将信号进行单位延迟、抽取、子带滤波、离散傅里叶运算得到子带数目的基带信 号； 104 :根据分析滤波器组后得到的低频子带信号确定需重构的子带数目，对低通原型滤 波器系数进行动态抽取、变换，构造综合滤波器组的各子带滤波器； 105:对分析部分分离出的子带数目的基带信号进行离散傅里叶运算、子带滤波、复因 子调制、内插、单位延迟处理得到基带的重构信号。2. 根据权利要求1所述的动态可重构滤波器组低复杂度的实现方法，其特征在于，分 析滤波器组部分，其中所述子带数目为M，对有限长单位脉冲响应FIR低通原型滤波器，其 特征在于，包括： 所述低通原型滤波器h(η)的通带带宽为2π/M，阶数基于以下公式： Ν=βΜ， 其中η= 0, 1，…，Ν-1和β为整数， 所述低通原型滤波器的优化是通过最小化整个可重构滤波器组实现时出现的混叠误 差、幅度失真误差所构成的目标函数〇d(m)来实现的， Od(m) =mOa + (l-m)Op， 其中m为加权，Oa为混叠误差，Οβ为幅度失真误差。3. 根据权利要求1所述的动态可重构滤波器组低复杂度的实现方法，其特征在于，所 述的构造各分支子带滤波器是Μ个子带滤波器通过抽取器对低通原型滤波器的系数进行Μ 倍抽取，利用Μ组抽取得到系数构造，其中子带系数是基于以下公式： hj(n) =h(Mn+1), 其中1为子带序号索引，n为滤波器系数索引，h(n)为属于子带序号索引1的滤波器 的系数，其中 1 = 〇, 1，…Μ-1，η= 0, 1，…Ν/Μ-1。
【专利摘要】本发明提供的是一种动态可重构滤波器组的低复杂度实现方法。该方法依照以下操作步骤进行：设计预划分子带带宽的、阶数为划分子带数目整数倍的有限长单位脉冲响应FIR低通原型滤波器；通过将设计生成的低通原型滤波器系数进行抽取构造各分支子带滤波器；将信号进行一系列的单位延迟、抽取、子带滤波、离散傅里叶运算等分析部分的处理分离得到子带数目的基带信号；根据经分析滤波器组后得到的低频子带信号确定需重构的子带数目，对低通原型滤波器系数进行动态抽取、变换，构造综合滤波器组的各子带滤波器；得到基带的重构信号。本发明的设计方法有效降低了动态可重构滤波器组的复杂度，且其动态实现显著提高了系统的灵活性。
【IPC分类】H03H17/02
【公开号】CN105281707
【申请号】CN201510570781
【发明人】张文旭, 汪珊珊, 陈亚静, 阮帅
【申请人】哈尔滨工程大学
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年9月9日