基于FPGA實(shí)現(xiàn)的定點(diǎn)FIR數(shù)字濾波器優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、FIR數(shù)字濾波器作為數(shù)字信號(hào)處理的一個(gè)基本功能單元，在通信、雷達(dá)、圖像及語(yǔ)音處理等系統(tǒng)中有著廣泛應(yīng)用。本文研究基于FPGA實(shí)現(xiàn)的線性相位FIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì),主要內(nèi)容包括：
　　 (1)在嚴(yán)格滿足系數(shù)對(duì)稱的條件下，采用二階錐規(guī)劃方法在實(shí)數(shù)域內(nèi)進(jìn)行基于約束優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)的線性相位FIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)。建立了該類優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題的一般數(shù)學(xué)表達(dá)式，并以最大誤差約束和平方誤差約束對(duì)應(yīng)的二階錐形式為基礎(chǔ)，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(biāo)準(zhǔn)下，討論了用迭代量化方法設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(yùn)行一次多交換算法，再?gòu)乃眠B續(xù)解中選取一個(gè)系數(shù)量化成離散值。
　　 (3)針對(duì)基于峰值約束最小平方優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)的低系數(shù)復(fù)雜度FIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)，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(biāo)函數(shù)在幾何意義上表征超橢圓的性質(zhì)，可判別搜索空間中部分無(wú)效的點(diǎn)，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(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)。首先引入進(jìn)位保留技術(shù)得到一種串行分布式算法實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)，接著將結(jié)果拓展到一般的并行實(shí)現(xiàn)情形。該結(jié)構(gòu)通過(guò)分割進(jìn)位傳播鏈將中間運(yùn)算結(jié)果分成部分和與部分進(jìn)位，并在關(guān)鍵路徑之外將兩者合并，從而縮減了關(guān)鍵路徑延時(shí)。
　　 本文的研究工作為線性相位FIR數(shù)字濾波