【摘要】：數(shù)字濾波器能夠根據(jù)設(shè)定要求有效地對(duì)傳輸信號(hào)進(jìn)行過濾處理。它能傳輸有效頻段的信號(hào),濾除無用頻段的信號(hào)。因此,數(shù)字濾波器具有過濾,降噪的特點(diǎn)。隨著無線通信技術(shù)的飛速發(fā)展,數(shù)字濾波器已成為許多現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。在數(shù)字濾波器中,雙通帶數(shù)字濾波器是一個(gè)十分重要部分,引起了廣泛的關(guān)注。為了設(shè)計(jì)出一個(gè)有良好處理信號(hào)能力的雙通帶IIR數(shù)字濾波器,本文提出了新的方法,設(shè)計(jì)了一個(gè)二階子系統(tǒng),讓其作為雙通帶數(shù)字IIR濾波器的基本單元。隨后根據(jù)要求,生成一系列的指令,二階子系統(tǒng)根據(jù)指令逐個(gè)連接在一起,從而形成一個(gè)完整有效的雙通帶IIR數(shù)字濾波器系統(tǒng)。最后提出了一種新的演化算法來設(shè)計(jì)優(yōu)化雙通帶數(shù)字濾波器。這種算法基于結(jié)構(gòu)演化的自適應(yīng)多精英導(dǎo)引復(fù)合差分進(jìn)化算法與移位機(jī)制相結(jié)合的算法(Adaptive multiple-elites-guided composite differential evolution algorithm with a shift mechanism,DEAMECo)。我們提出的方法不需要使用已知的電路結(jié)構(gòu),可以直接設(shè)計(jì)雙通帶數(shù)字濾波器結(jié)構(gòu),然后用DEAMECo算法優(yōu)化雙通帶數(shù)字濾波器結(jié)構(gòu),該算法可以進(jìn)行有效地搜索,防止個(gè)體過早收斂。與現(xiàn)有的方法相比,本文所設(shè)計(jì)的雙通帶IIR數(shù)字濾波器具有多種結(jié)構(gòu),并且結(jié)構(gòu)具有隨機(jī)性、穩(wěn)定性,能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計(jì)要求。本文的研究工作主要分為下五個(gè)方面:(1)介紹了現(xiàn)有IIR數(shù)字濾波器的實(shí)現(xiàn)方法。(2)設(shè)計(jì)了一個(gè)二階子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和一系列的指令,然后根據(jù)指令將二階子系統(tǒng)依次添加到濾波器系統(tǒng)中,從而形成一個(gè)雙通帶數(shù)字濾波器的結(jié)構(gòu)。(3)對(duì)雙通帶數(shù)字濾波器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行編碼,然后利用DEAMECo算法對(duì)已生成的雙通帶數(shù)字濾波器結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。(4)對(duì)雙通帶數(shù)字濾波器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)仿真,進(jìn)行不同參數(shù)以及不同演化算法形成的雙通帶數(shù)字濾波器實(shí)驗(yàn),并結(jié)果進(jìn)行比較分析,從而探索最優(yōu)的雙通帶數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)參數(shù)以及優(yōu)化算法。(5)對(duì)設(shè)計(jì)的雙通帶數(shù)字濾波器做出總結(jié),然后提出了未來的研究展望。通過本文的實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析對(duì)比可以驗(yàn)證,基于隨機(jī)結(jié)構(gòu)生成的雙通帶數(shù)字濾波器,并通過演化算法優(yōu)化的設(shè)計(jì)方法基本能夠滿足實(shí)驗(yàn)需求,有較好的性能。根據(jù)目標(biāo)特性,利用設(shè)計(jì)好的二階子系統(tǒng)直接設(shè)計(jì)雙通帶濾波器結(jié)構(gòu),無需濾波器階數(shù)、傳遞函數(shù)等先驗(yàn)知識(shí),然后利用DEAMECo算法對(duì)形成雙通帶數(shù)字濾波器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化,從而得到了較好的效果。本文提出了一種新的雙通帶IIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)方法,并且為相關(guān)研究提出新的思路,同時(shí)該方法也具有普適性,可以應(yīng)用于其他類似的優(yōu)化問題。
【學(xué)位授予單位】：河南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN713.7

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2717782