稀疏FIR滤波器设计算法的研究
[Abstract]:FIR digital filter is often used in modern communication and signal processing because of its intrinsic stability and easy to realize linear phase in its specific design. However, in order to design a FIR filter with better performance, a higher filter order is often required, and a higher filter order means a higher design complexity and a large amount of computation. If the order of FIR filter is high, more memory cells and operation units are needed, which will lead to a series of problems, such as high power consumption, high cost, low efficiency and so on. In this paper, we study the sparse FIR filter design algorithm to solve the above problems. Sparse FIR filter design is designed to reduce the number of non-zero filter coefficients as much as possible under the condition of satisfying the constraint conditions through a certain optimal design algorithm. The sparse FIR filter design problem can be described by a minimum 0-norm model satisfying certain constraints. The minimum 0 norm problem is a difficult NP-hard problem. After a brief introduction of the basic concept of digital filter and its design, and the sparse reconstruction algorithm in compressed sampling, the design algorithm of sparse FIR filter is studied in this paper. The main work is as follows: (1) based on iterative reweighted minimum 1-norm algorithm and binary search algorithm, a linear phase sparse FIR filter design algorithm is proposed. First, a filter is designed using iterative reweighted minimum 1-norm algorithm, whose filter coefficients may contain multiple zero values or near zero values. Then the binary search method is used to find out which non-zero filter coefficients can be forced to zero under the constraint of amplitude response. (2) in practical applications, the FIR filter may not need to have a strict linear phase. Only approximate linear phase is required. Moreover, when the order and amplitude error of the filter are the same, the filter coefficients designed under the condition of approximate linear phase are more sparse than those designed under the condition of linear phase. Therefore, an approximate linear phase sparse FIR filter design algorithm with frequency response error constraints is proposed. (3) the phase error of the approximate sparse FIR filter design algorithm with frequency response error constraints may be too large. In order to solve this problem, an approximate linear phase sparse FIR filter design algorithm is proposed, which can control the filter amplitude error and phase error respectively.
【学位授予单位】:杭州电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TN713
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,本文编号:2268197
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