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随着片上信号处理系统的广泛应用,近年来低复杂度FIR数字滤波器设计方法已成为数字信号处理领域的一个研究热点。本文研究了低复杂度数字滤波器设计方法,及其在移动通信直放站数字选频系统中的应用问题。主要工作如下:
第一章简要介绍了几种高效低复杂度数字滤波器设计方法,以及低复杂度滤波器在移动通信直放站数字选频系统中的应用背景。
第二章研究了低复杂度数字滤波器设计方法,详细分析了内插脉冲响应法、频罩法、外插脉冲响应法滤波器设计方法,并指出了外插脉冲响应滤波器设计方法存在的缺陷。在此基础上,提出了一种基于系数自相关矩阵主分量分析的外插脉冲响应窗滤波器设计方法,所设计窗滤波器与直接实现形式相比,在频率响应的最大通带波纹、最大阻带波纹特性保持基本一致前提下,滤波器复杂度降低从O(n)降低到o(2开方n)的水平,即可以节约30%-85%的乘法器资源。
第三章在研究移动通信直放站数字选频技术基础上,根据GSM无线载波选频式模块、GSM无线宽带式模块、CDMA无线载波选频式模块、以及WCDMA无线载波选频式模块性能指标要求,设计整体实现方案。进一步,对选频系统中恒定带宽可调频点窄带滤波器、带宽可调的宽带滤波器模块给出了基于频罩法以及外插脉冲响应法的FIR滤波器低复杂度实现形式,大大降低了数字选频系统的复杂度。
第四章在整体方案基础上,基于FPGA实现了移动通信直放站数字选频模块。CDMA单载波系统的测试结果表明,所提出方案在满足设计指标基础上,可以在大幅度降低实现复杂度。