現(xiàn)今移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)及業(yè)務(wù)量飛速發(fā)展。為適應(yīng)日益增長的圖像、視頻等業(yè)務(wù)需求,曾用于子帶編碼的多速率系統(tǒng)和濾波器組技術(shù)已被應(yīng)用于4G及5G的通信和信號(hào)處理系統(tǒng)。濾波器組技術(shù)將信號(hào)整個(gè)頻帶劃分為小子帶進(jìn)行分別處理,各子帶上的濾波器是同一原型濾波器的頻域搬移,濾波器組的設(shè)計(jì)歸根到底取決于原型濾波器的設(shè)計(jì)。目前設(shè)計(jì)原型濾波器都是基于無限字長,然而最終在以有限位二進(jìn)制形式存儲(chǔ)的數(shù)字元器件上實(shí)現(xiàn)時(shí),因量化引起的有限字長效應(yīng)會(huì)使濾波器傳輸性能發(fā)生畸變,導(dǎo)致實(shí)際輸出信號(hào)偏離期望值,使設(shè)計(jì)出的原型濾波器性能低于理論預(yù)期。當(dāng)前關(guān)于有限字長效應(yīng)的研究多是基于IIR濾波器,而濾波器組系統(tǒng)中的原型濾波器是FIR濾波器,關(guān)于該方面的研究還很薄弱,如何設(shè)計(jì)出可抗有限字長效應(yīng)的高性能FIR濾波器是值得探討的問題。本文從以下兩方面對(duì)FIR濾波器有限字長效應(yīng)及其在濾波器組中的應(yīng)用理論基礎(chǔ)展開論述:1.針對(duì)傳統(tǒng)移位算子在高速采樣時(shí)由于有限字長特性導(dǎo)致濾波器性能惡化的問題,提出一種基于Delta算子的FIR原型濾波器結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案。通過分析舍入噪聲來源,該法利用Delta算子方法并進(jìn)行改進(jìn),引入新的自由因子,有效防止了節(jié)點(diǎn)溢出。首先,文中分別采用多項(xiàng)式參數(shù)化方法和等效狀態(tài)空間法推導(dǎo)優(yōu)化結(jié)構(gòu)的舍入噪聲增益及靈敏度表達(dá)式,給Delta算子方法應(yīng)用于高性能濾波器設(shè)計(jì)提供了必要理論基礎(chǔ)。其次,與現(xiàn)有多種有限字長優(yōu)化算法對(duì)比。仿真實(shí)例證明,該優(yōu)化結(jié)構(gòu)多項(xiàng)式參數(shù)化實(shí)現(xiàn)時(shí)舍入噪聲增益性能及靈敏度有明顯改善,在有限字長約束下,基于Delta算子的幅頻及相頻偏離理論值較小,基于前向差分算子優(yōu)化結(jié)構(gòu)的原型濾波器在抗有限字長效應(yīng)方面具有良好數(shù)字特性。2.已設(shè)計(jì)的高性能原型濾波器應(yīng)用于多通道濾波器組系統(tǒng),需要理論支撐和系統(tǒng)的性能分析,而且頻域分析采用不同離散化方法系統(tǒng)性能也會(huì)不同,本文推導(dǎo)了前向差分算子應(yīng)用于多通道濾波器組系統(tǒng)對(duì)應(yīng)經(jīng)典濾波器組理論的重建條件。首先采用傳統(tǒng)移位算子與前向差分算子方法從頻域角度分別推導(dǎo)濾波器組基本組成單元及完全重建條件,根據(jù)濾波器組理論分析得出基于優(yōu)化結(jié)構(gòu)的多通道濾波器組舍入噪聲增益及靈敏度性能相對(duì)傳統(tǒng)系統(tǒng)都有所改善。仿真結(jié)果表明,此高性能濾波器應(yīng)用于有限字長濾波器組系統(tǒng)中誤符號(hào)率(Symbol Error Rate,SER)和峰值平均功率比(Peak to Average Power Ratio,PAPR)性能均稍優(yōu)于基于傳統(tǒng)移位算子的系統(tǒng),同時(shí)具有良好的抗有限字長效應(yīng)。
【學(xué)位單位】：重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN713
【文章目錄】：
摘要
abstract
注釋表
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 濾波器組系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 高性能原型濾波器的研究現(xiàn)狀
    1.3 論文主要研究內(nèi)容及章節(jié)安排
第2章 濾波器及濾波器組系統(tǒng)
    2.1 高性能濾波器
        2.1.1 系數(shù)量化誤差
        2.1.2 舍入誤差
        2.1.3 A/D量化誤差
    2.2 濾波器組的組成單元
        2.2.1 抽取器
        2.2.2 插值器
        2.2.3 多相位分解
    2.3 多通道濾波器組
        2.3.1 多通道濾波器組的時(shí)域表示
        2.3.2 多通道濾波器組完全重建條件
        2.3.3 多通道濾波器組多相位分解表示
    2.4 本章小結(jié)
第3章 基于Delta算子的原型濾波器結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案
    3.1 引言
    3.2 Delta算子基本理論
    3.3 基于Delta算子的優(yōu)化結(jié)構(gòu)
        3.3.1 采用多項(xiàng)式參數(shù)化方法
        3.3.2 采用等效狀態(tài)空間實(shí)現(xiàn)方法
    3.4 優(yōu)化結(jié)構(gòu)性能分析
1的優(yōu)化'>        3.4.1 自由因子K₁的優(yōu)化
        3.4.2 舍入噪聲增益
        3.4.3 靈敏度
    3.5 實(shí)驗(yàn)仿真與結(jié)果分析
        3.5.1 頻率響應(yīng)特性仿真
        3.5.2 舍入噪聲增益及靈敏度性能數(shù)值仿真
    3.6 本章小結(jié)
第4章 基于Delta算子的多通道濾波器組
    4.1 引言
    4.2 基于Delta算子的多通道濾波器組的組成單元
        4.2.1 基于Delta算子的抽取器
        4.2.2 基于Delta算子的插值器
        4.2.3 基于Delta算子的多相位分解
    4.3 基于Delta算子的多通道濾波器組頻域結(jié)構(gòu)
        4.3.1 基于Delta算子的多通道濾波器組結(jié)構(gòu)
        4.3.2 基于Delta算子的多通道濾波器組的重建條件
    4.4 基于Delta算子的多通道濾波器組性能分析
        4.4.1 濾波器組的誤符號(hào)率仿真及分析
        4.4.2 濾波器組的峰值平均功率比仿真及分析
        4.4.3 基于Delta算子的多通道濾波器組的數(shù)字特性分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
    5.1 全文工作總結(jié)與創(chuàng)新點(diǎn)
    5.2 后續(xù)研究工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間從事的科研工作及取得的成果

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2884569