基于FPGA實現(xiàn)的定點FIR數(shù)字濾波器優(yōu)化設計.pdf

1、FIR數(shù)字濾波器作為數(shù)字信號處理的一個基本功能單元，在通信、雷達、圖像及語音處理等系統(tǒng)中有著廣泛應用。本文研究基于FPGA實現(xiàn)的線性相位FIR數(shù)字濾波器設計,主要內容包括：
　　 (1)在嚴格滿足系數(shù)對稱的條件下，采用二階錐規(guī)劃方法在實數(shù)域內進行基于約束優(yōu)化標準的線性相位FIR數(shù)字濾波器設計。建立了該類優(yōu)化設計問題的一般數(shù)學表達式，并以最大誤差約束和平方誤差約束對應的二階錐形式為基礎，得到了統(tǒng)一的二階錐規(guī)劃求解框架。
　　

2、 (2)在峰值約束最小平方優(yōu)化標準下，討論了用迭代量化方法設計線性相位離散系數(shù)FIR數(shù)字濾波器。修正了只能用于連續(xù)系數(shù)FIR濾波器設計的傳統(tǒng)多交換算法，使之能在部分系數(shù)固定的情況下得到其余系數(shù)；在保持已量化的系數(shù)不變的條件下，每一次迭代運行一次多交換算法，再從所得連續(xù)解中選取一個系數(shù)量化成離散值。
　　 (3)針對基于峰值約束最小平方優(yōu)化標準的低系數(shù)復雜度FIR數(shù)字濾波器設計，提出了一種新的離散拉格朗日局部搜索方法。該方法充分

3、利用目標函數(shù)在幾何意義上表征超橢圓的性質，可判別搜索空間中部分無效的點，從而有效地提高搜索效率。
　　 (4)為提高FIR數(shù)字濾波器的速度性能，提出了一種新的分布式算法實現(xiàn)結構。首先引入進位保留技術得到一種串行分布式算法實現(xiàn)結構，接著將結果拓展到一般的并行實現(xiàn)情形。該結構通過分割進位傳播鏈將中間運算結果分成部分和與部分進位，并在關鍵路徑之外將兩者合并，從而縮減了關鍵路徑延時。
　　 本文的研究工作為線性相位FIR數(shù)字濾波