基于多相滤波的高精度延时设计及实现

雷达测距测速应用中的精确性取决于时间上的高分辨率, 而传统基于有限长单位冲激响应(finite impulse response, FIR)滤波的高精度延时设计所需的滤波阶数过高, 滤波处理较慢且复杂。为了加快滤波速度和节省硬件资源, 将数字内插与多相滤波技术结合, 提出了一种基于多相滤波的高精度延时设计方案。根据延时精度对FIR滤波系数向量重新排序, 依据延时量大小选择多相子滤波器对采样序列进行滤波处理, 实现小于整数倍采样间隔的高精度延时, 具有滤波速度快、节省硬件资源的特点。仿真分析延时信号的相位, 表明了所提多相滤波方案可实现高精度延时。借助现场可编程逻辑门阵列(field programmable gate array, FPGA)平台, 时钟频率为245.76 MHz时, 实测的延时精度可低至0.509 ns。     

时域宽带矩阵空域滤波器设计方法

提出了一种基于FIR滤波器的时域宽带矩阵空域滤波器设计方法.首先,采用窄带矩阵空域滤波器优化设计方法,设计对应工作频带内各子带的恒定扇区响应空域滤波加权矩阵集.应用该矩阵集元素重构N个宽带基阵加权向量集,设计对应的N个恒定响应空域宽带FIR滤波器,进而构成时域宽带矩阵空域滤波器.该方法实现了对阵元接收宽带数据的时域矩阵空域预滤波,提高了系统的实时信号处理能力.计算机仿真和实验数据处理结果验证方法的有效性.     

最小硬件代价离散系数FIR滤波器的设计

针对高速并行脉动处理的需要 ,利用图的概念 ,给出了寻找利用最少硬件代价和最佳波动结构实现常系数乘法的系数表示算法 ,并用此法求得的离散系数设计FIR滤波器 ,提出了一种从连续系数到离散系数的优化算法。仿真结果表明 ,这种表示方法比传统的CSD码优越 ,而且离散系数滤波器的优化算法是有效的和必要的     

一种神经网络非线性噪声消除方法

针对阶数的增加,Volterra滤波器的滤波系数个数呈几何级数增长,实现困难的问题,提出采用基于Levenberg-Marquardt(LM)算法的BP神经网络逼近Volterra滤波器,实现神经网络非线性滤波,使计算简化。采用的方法是,先离线调整Volterra滤波器的系数,再用调整好的Volterra滤波器监督训练LM-BP神经网络,然后用训练好的LM-BP神经网络进行非线性自适应滤波。仿真实验结果表明,LM-BP神经网络滤波器较其学习导师———Volterra滤波器具有更好的噪声滤除效果。     

近似精确重构的低复杂度星载信道化器

提出频率响应遮蔽(frequency response masking,FRM)与改进型离散傅里叶变换(modified discrete Fourier transform,MDFT)相结合的近似精确重构的低复杂度星载信道化器。其中,FRM结构可以较低复杂度设计出过渡带陡峭的有限冲激响应滤波器(finite impulse response,FIR)低通原型,MDFT滤波器组结构可以基本消除滤波器组的邻带混叠,将FRM结构中不适合邻带拼接的结构改进为高通、低通滤波器互补结构,降低了拼接抖动。调整MDFT结构中的上采样率,使之适合于奇偶分离的信道化器。继而提出新的结构,更适合应用于非均匀带宽。仿真表明,所提方法具有更低的运算复杂度,更陡峭的过渡带和更窄的保护间隔,更小的重构误差。     

基于改进联邦滤波的故障隔离与系统重构

为解决故障隔离与系统重构(FIR)问题提出了改进的联邦滤波算法。采用带有备份主系统的联邦滤波结构,避免了由于主系统故障而引发灾难性后果,并针对这一结构提出了分级联邦滤波FIR策略,保证在任何一个子系统故障的情况下的滤波连续性和滤波结构完整,并提高了后续故障的检测能力。在融合算法上提出了分时融合反馈的联邦滤波信息分配方式,大大降低全局被污染的可能性,并提高了系统对渐变故障的检测能力。将该算法应用于多传感器组合导航系统中,仿真结果表明在任何一个子系统故障情况下,滤波器都能提供连续、准确的导航信息。     

一类新的离散时延递归RBF神经网络

提出了一类带有离散时间 FIR/ IIR滤波器的递归 RBF神经网络 ,用离散时间 FIR/ IIR滤波器代替通常的 RBF神经网络中的线性输出权值 ,以适用于离散动力学系统的辨识和控制以及混沌时间序列预测 .本文给出的学习算法简单 ,可以避免传统的递归算法的不稳定性 .将该类神经网络用于动力学系统的建模 ,收到很好的效果 .     

高性能密码服务器的并行数据处理

随着大型电子商务和电子政务系统中客户数量的增多,主机端密码系统的性能成为提供安全服务的限制因素。提出了一种基于可编程密码模块的密码服务器体系结构。通过在模块中使用密码算法代理抽象密码芯片运算资源,管理机可以调度系统计算资源支持多模块内多密码芯片间的并行密码运算。在IBMService345和SJW系列PCI密码卡上,设计实现了基于算法代理间并行运算的高性能密码服务器。测试结果显示:用20个SSX04模幂运算芯片间并行签名(1024 bitRSA)速率达到1100次/s;用10个对称密码算法芯片并行加密(ECB模式),系统吞吐率达到312.6Mbps。     

状态估计中确定性采样滤波器的比较分析

基于采样方法的滤波器在非线性滤波领域内得到了广泛应用。其共同特点是利用抽样粒子点模拟系统状态的概率分布,从而不受状态先验分布假设(如高斯假设)的约束,拥有更高的滤波精度和更广的应用范围。在确定性抽样意义下论述了几种现有的确定性采样滤波器,并对这几种滤波器在状态估计领域(滤波)的应用进行了精度和计算负荷分析。采用一维及多维算例验证了几种方法的估计精度。给出基于实际系统需求一般性评价和选用原则。     

一种低复杂度最小均方误差内插滤波器的优化设计

提出一种低复杂度内插滤波器的设计方法.该方法基于Farrow结构,以内插滤波器输出信号的均方误差最小(MMSE)为设计准则,从而保证最优性能.同时令内插滤波器系数对称化,以降低实现复杂度.仿真结果表明,在同等性能的基础上,优化的二阶内插滤波器和传统内插滤波器相比,复杂度降低了25%;在同等复杂度的基础上,优化的二阶内插滤波器和传统滤波器相比,输出均方误差性能有明显提高.     

FIR带阻滤波器优化设计研究

详细讨论了神经网络在FIR线性相位带阻滤波器中的应用.用神经网络方法设计的线性相位带阻滤波器,其幅频响应在通带与阻带范围均无过冲与波动现象,衰减特性好,在100dB以上.给出了FIR线性相位带阻滤波器的设计实例,计算结果表明,该算法在FIR线性相位滤波器设计中非常有效,具有优异性能.     

FIR滤波器约束Minimax设计算法

考虑了一类具有频域等式约束的FIR滤波器Minimax设计问题 ,得到了最优滤波器应满足的一个充分必要条件。根据该条件 ,并应用参数估计中的正交投影算法以及数值逼近理论中的Remez多重交换算法 ,提出了FIR滤波器约束Minimax设计的OPRemez算法。设计实例表明设计算法是十分有效的 ,并具有很好的数值特性 ,可设计阶数很大的最优约束FIR滤波器     

3型FIR滤波器优化设计研究

详细研究了3型FIR线性相位滤波器的幅频响应与正弦基函数神经网络算法之间的关系,提出并证明了该模型算法的收敛性定理,给出了3型FIR带通滤波器、海尔伯特变换器和微分器的优化设计实例。研究结果表明提出的算法避免了求高价逆矩阵的困难,有效解决了3型FIR高价数字滤波器优化设计的瓶颈问题。计算机仿真结果表明了正弦基函数神经网络算法在3型FIR高价数字滤波器优化设计领域中的有效性。     

基于自适应量子粒子群算法的FIR滤波器设计

针对量子粒子群优化(quantum-behaved particle swarm optimization,QPSO)算法的参数控制方式,提出了一种自适应调节方法,该方法根据粒子之间的位置关系来设定参数值,给出了具体的设计思想与实现步骤。然后针对有限脉冲响应(finite impulse response,FIR)数字滤波器的优化设计实质,即多参数优化问题,通过适当的编码方式将改进的QPSO算法(adaptive QPSO,AQPSO)应用在其优化设计中,设计了低通和带通FIR数字滤波器。实验结果表明,AQPSO在收敛速度、鲁棒性及优化效果等方面都优于遗传算法(genetic algorithm,GA)、PSO算法及QPSO算法,说明了AQPSO算法的有效性和可行性。     

Optimal design study of high order FIR digital filters based on neural network algorithm

An optimal design approach of high order FIR digital filter is developed based on the algorithm of neural networks with cosine basis function . The main idea is to minimize the sum of the square errors between the amplitude response of the desired FIR filter and that of the designed by training the weights of neural networks, then obtains the impulse response of FIR digital filter . The convergence theorem of the neural networks algorithm is presented and proved, and the optimal design method is introduced by designing four kinds of FIR digital filters , i.e., low-pass, high-pass, bandpass , and band-stop FIR digital filter. The results of the amplitude responses show that attenuation in stop-bands is more than 60 dB with no ripple and pulse existing in pass-bands, and cutoff frequency of passband and stop-band is easily controlled precisely .The presented optimal design approach of high order FIR digital filter is significantly effective.     

基于时域自适应FIR滤波的空时处理方法

传统的后多普勒自适应处理方法,如果仅仅选用一个多普勒通道的输出数据进行空域滤波时,虽然对旁瓣杂波的抑制接近最优,但是对主瓣杂波抑制性能较差。针对以上问题,提出了基于时域自适应有限长单位冲激响应(finite impulse response, FIR)滤波的空时处理方法。该方法先设计一组自适应FIR滤波器,利用这组自适应FIR滤波器对雷达回波数据进行时域FIR滤波,然后分别对同一多普勒通道的输出数据进行空域自适应处理。仿真结果表明,该方法的杂波抑制性能优于1DT方法,而且该方法在天线阵元存在一定的随机幅度和相位误差情况下,杂波抑制性能损失不大。     

直接型数字滤波器的设计

本文讨论了直接型数字滤波器（ＦＩＲ和ＩＲ数字滤波器）的设计方法，并利用提出的两种算法解决了设计中存在的一些数学问题，进而详细地给出了直接型低通、高通、带通和带阻滤波器的设计公式。     

Empirical mode decomposition using variable filtering with time scale calibrating

A novel and efficient method for decomposing a signal into a set of intrinsic mode functions （IMFs） and a trend is proposed. Unlike the original empirical mode decomposition （EMD）, which uses spline fits to extract variations from the signal by separating the local mean from the fluctuations in the decomposing process, this new method being proposed takes advantage of the theory of variable finite impulse response （FIR） filtering where filter coefficients and breakpoint frequencies can be adjusted to track any peak-to-peak time scale changes. The IMFs are results of a multiple variable frequency response FIR filtering when signals pass through the filters. Numerical examples validate that in contrast with the original EMD, the proposed method can fine-tune the frequency resolution and suppress the aliasing effectively.     

Design of twodimensional digital filters using neural networks

1.INTRODUCTION Two dimensional(2D)digitalfilteringisoneofthe mostfundamentalandmostimportantprocessing techniquesindigitalimageprocessingandother2D digitalsignalprocessingfields.Comparedwiththe designofone dimensional(1D)digitalfilters,2D digitalfiltersusuallymustbedesignedtosatisfyboth thedesiredmagnitudeandphaseresponsesespecially forimageprocessingapplicationsbecausehumanvi sionsystemismuchmoresensitivethanhumanaudi torysystemtowaveformdistortioncausedbythe phaseresponseoftheapplied2D…