1.一种低复杂度的稀疏FIR陷波滤波器的设计方法,其特征在于该方法能够设计低非零抽头数的陷波滤波器,使其实现所用的加法器乘法器数目减少,从而能提高其运算速度、减小运算误差和降低能耗,该方法的具体步骤包括:第1、根据设计参数要求,包括陷波频率集合 陷波深度d(dB)、陷波带宽Δω、通带衰减α(dB)(或通带纹波δ),确定通带衰减α和通带纹波δ的相互关系,FIR陷波滤波器的频率响应H(ejω)应该满足:其中
第2、利用稀疏滤波器设计算法得到满足频域性能设计要求的FIR陷波原始滤波器系数h(n),0≤n≤N,将稀疏的FIR陷波滤波器的设计问题转化为如下的数学优化问题:min ||h||0 (4a)
s.t. |c(ω)h-1|<δ,ω∈[0,π]-Ω0 (4b)
本发明采用IROMP算法对上式进行求解,得到稀疏化的滤波器系数向量h=[h(0) h(1) … h(N)]T;
第3、确定量化字长B,对稀疏FIR陷波滤波器系数向量h进行CSD编码,得到N×B的二进制编码系数矩阵:
为统计hq中所有j阶2项子式出现的位置,引入B-2个N×B的位置矩阵CSP(j),j=1,2,…B-2,CSP(j)标注了hq中所有具有形式bi0…0bi-j-1(中间有j个0)的j阶2项子式出现的位置,矩阵中元素值为0,1或 若CSP(j)(n,i)=1或 则表示hq(n)中的 和 构成j阶偶(奇)2项子式,若CSP(j)(n,i)=0,则表示在hq(n)中对应位置上不存在任何j阶2项子式,为统计hq中所有孤子出现的位置,引入一个N×B的位置矩阵CSP(0),若CSP(0)(n,i)=1或 表示第n个量化系数hq(n)在第i位上存在独立的非零数字1或第4、在给定的陷波滤波器的设计参数下,通过合理的选择2项子式或孤子进行重构,可以更快地得到期望的系数集,为此,本发明引入了孤子和j阶2项子式的灵敏度函数,令表示为系数集hq中第n个系数、第i比特位上的孤子, j=1,2,…B-2代表hq(n)中的 和构成的j阶2项子式,则灵敏度函数 表示为其中L是采样点数,Hq(ω)是量化系数集hq对应的滤波器频率响应, 是将j阶2项子式或孤子从系数集hq中移除后对应的频率响应,灵敏度函数代表了把j阶2项子式或孤子 移除而引起的频率响应误差,根据式(8)计算系数集hq中各个j阶2项子式和孤子的灵敏度,对应结果放入B-1个N×B的灵敏度矩阵SEN(j),j=0,1,…B-2中,令hr表示N×B维的重构系数矩阵,其初始化为全0矩阵,在每次迭代中,将根据灵敏度的大小,依次选择合理的j阶2项子式或孤子复制到重构系数矩阵hr中,直至hr对应的滤波器通带纹波δr和陷波深度dr满足要求。