文档介绍：湘潭大学
硕士学位论文
基于FRM技术的低复杂度FIR滤波器设计
姓名:汪洋
申请学位级别:硕士
专业:微电子学与固体电子学
指导教师:曾以成
20070510
摘要
有限冲激响应(FIR)滤波器因其稳定和可获得严格线性相位的优点,被广泛应
用于图像处理、通信、雷达及语音信号处理等领域。在诸如多载波通信中的码间
干扰消除等应用场合,还要求滤波器具有锐截止特性,即过渡带宽度很窄。然而,
滤波器过渡带越窄,其复杂度就越高。所以,如何设计复杂度低且锐截止的FIR
滤波器,成为一个重要的研究课题。
频率响应掩蔽(FRM)技术是众多低复杂度滤波器设计方法中的一种新技术,
因其特别适合窄过渡带、任意带宽的 FIR 滤波器设计而倍受关注,其核心思想是
通过内插获得窄过渡带;通过幅度互补和频响掩蔽获得任意带宽。我们以 FRM
技术为基础,提出了两种低复杂度锐截止 FIR 滤波器设计方法,实验证明了这些
方法的有效性。本论文的主要工作如下:
(1) 提出过渡带补偿方式的 FIR 滤波器设计方法。它将滤波器分解成三个子
滤波器进行设计,其主要思想是:借鉴频响掩蔽思想,将原型内插滤波器和掩
蔽滤波器级联获得的频响,用于宽过渡带滤波器的补偿,使其过渡带宽度变窄。
且研究了原型滤波器插值因子的确定方法,分析了各子滤波器对总滤波器纹波
的影响。实验表明,若采用任意的滤波器作原型滤波器,则设计结果的复杂度
与 FRM 技术相当;若以半带滤波器作为原型滤波器,则设计结果的复杂度比
FRM 技术能进一步降低。自然,这种方法又可用来设计半带滤波器。
(2) 提出 TCIIS-FRM 方式的 FIR 滤波器设计方法。在分析已有 TCIIS 结构
并对其算法进行研究的基础上,提出该结构实现的折叠形式。将 TCIIS 结构应
用于 FRM 滤波器的两个掩蔽滤波器设计之中,得到 TCIIS-FRM 低复杂度滤波器
设计方法。实验表明,它能够减少乘法器及加法器的数目,硬件节省量与过渡
带宽度有关——总滤波器过渡带宽度越窄,硬件节省程度越大。此外,该方法也
可运用于半带滤波器设计。
本文讨论的滤波器设计方法,对低复杂度的锐截止 FIR 滤波器设计具有一
定的理论意义和实际应用参考价值。

关键词:FIR 数字滤波器;FRM 技术;过渡带补偿;TCIIS 结构;实现代价

I
ABSTRACT
Finite impulse response (FIR) filter is widely used in many application fields,
such as image processing, communication, radar and speech signal processing, owing
to its merits of stability and attainable strictly linear phase. The filter with narrow
transition bandwidth is needed in some applications, for instance, eliminating code
interference in multi-munication. However, the narrower the transition
bandwidth is, the larger plexity of FIR filter is. Thus, how to design such a
filter with plexity es an impotant research issue.
Frequency-response masking (FRM) is a new technique among various low
complexity filter design methods. It receives great attention due to its capability of
designing sharp cutoff FIR filters with arbitrary bandwidth. Its key idea involves
obtaining narrow transition bandwidth via interpolation, and arbitrary bandwidth via
plementation and frequency-response masking. Two new methods
based