非均勻余弦調(diào)制濾波器組的優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、濾波器組尤其是非均勻余弦調(diào)制濾波器組在通信系統(tǒng)、數(shù)字圖像處理和語音編碼壓縮等領(lǐng)域取得了廣泛的應(yīng)用。因其有以下優(yōu)點：非均勻濾波器組可以實現(xiàn)信號頻譜的任意劃分，有限長單位脈沖響應(yīng)濾波器組保證了系統(tǒng)是穩(wěn)定的，線性相位濾波器組保證了子帶信號沒有相位失真，最后余弦調(diào)制濾波器組具有較低的設(shè)計復(fù)雜度。因此，本文主要研究非均勻余弦調(diào)制濾波器組的優(yōu)化設(shè)計。
　　目前設(shè)計非均勻余弦調(diào)制濾波器組的思路主要有兩種：一種是利用子帶合并的間接設(shè)計，另一種是采

2、用單原型濾波器直接構(gòu)造的直接設(shè)計。然而采用上述兩種思路的現(xiàn)有設(shè)計方法都存在各自的缺點，因此本文針對現(xiàn)有設(shè)計方法的不足之處，提出改進之后的新算法。
　　在第一種思路中，非均勻余弦調(diào)制濾波器組中的每個分析和綜合濾波器都是由均勻余弦調(diào)制濾波器組中若干個相鄰濾波器線性組合獲得。采用上述思路的現(xiàn)有間接設(shè)計方法中，非均勻濾波器組性能無法直接控制優(yōu)化。針對上述缺點，新算法建立了非均勻余弦調(diào)制濾波器組與原型濾波器的直接聯(lián)系，進而將非均勻濾波器組的

3、設(shè)計問題歸納為一個關(guān)于原型濾波器的無約束優(yōu)化問題，通過優(yōu)化原型濾波器直接控制非均勻余弦調(diào)制濾波器組性能。仿真實驗證明了新算法的有效性，同時新算法獲得的非均勻余弦調(diào)制濾波器組比現(xiàn)有方法設(shè)計的濾波器組整體性能更佳。
　　在第二種思路中，非均勻余弦調(diào)制濾波器組中的分析和綜合濾波器是由單原型線性相位濾波器經(jīng)過伸縮和平移獲得。然而采用上述思路的現(xiàn)有直接設(shè)計方法中，將非均勻濾波器組的設(shè)計問題歸納為一個非凸且多個不等式約束的帶約束優(yōu)化問題，存在