Набор фильтров синтеза многофазного БПФ
Панель системных инструментов DSP/Фильтрация/Многоскоростные фильтры
Блок синтезатора каналов объединяет множество узкополосных сигналов в широкополосный сигнал, используя банк фильтров синтеза на основе БПФ. Набор фильтров использует прототип фильтра нижних частот и реализован с использованием многофазной структуры. Коэффициенты фильтра можно задать непосредственно или через параметры конструкции. При указании конструктивных параметров фильтр проектируется с помощью designMultirateFIR функция.
Этот блок также принимает входные данные переменного размера. То есть во время моделирования можно изменить размер каждого входного канала. Количество каналов не может изменяться.
Типы данных |
|
Многомерные сигналы |
|
Сигналы переменного размера |
|
Набор фильтров синтеза состоит из набора параллельных полосовых фильтров, которые объединяют множество входных узкополосных сигналов, y0 (n), y1 (n),..., yM-1 (n) в один широкополосный сигнал, v (n). Входные узкополосные сигналы находятся в основной полосе частот. Каждый узкополосный сигнал интерполируется на более высокую частоту дискретизации с использованием повышающей дискретизации и затем фильтруется фильтром нижних частот. Комплексная экспонента, которая следует за фильтром нижних частот, центрирует сигнал основной полосы вокруг wk.
Набор фильтров синтеза может быть эффективно реализован с использованием полифазной структуры.
Для получения полифазной структуры начните с передаточной функции фильтра нижних частот прототипа.
.. + bNz − N
N + 1 - длина фильтра прототипа.
Это уравнение можно изменить следующим образом:
+bNz− (N−M+1))
M - количество полифазных компонентов.
Это уравнение можно записать следующим образом:
(M − 1) EM − 1 (zM)
E0 (zM), E1 (zM),..., EM-1 (zM) - многофазные компоненты прототипа фильтра нижних частот, H0 (z).
Другие фильтры в наборе фильтров, Hk (z), где k = 1,..., M-1, являются модулированными версиями этого прототипа фильтра.
Передаточную функцию k-го модулированного полосового фильтра можно записать как zejwk). Замена z на zejwk ,
+ hNejNwkz − N
N + 1 - длина k-го фильтра.
В многофазной форме уравнение выглядит следующим образом:
(M − 1) EM − 1 (zM)]
Для всех М каналов в наборе фильтров функция передачи MIMO H (z) задается следующим образом:
(zM) ⋮z− (M − 1) EM − 1 (zM)]
Вот многоскоростная благородная идентичность для интерполяции, предполагающая, что D = M:
На иллюстрации рассмотрим первую ветвь банка фильтров, которая содержит фильтр нижних частот.
Замените H0 (z) многофазным представлением.
После применения благородной идентичности для интерполяции можно заменить задержки, коэффициент интерполяции и сумматор коммутатором.
Для всех М каналов в наборе фильтров функция передачи MIMO H (z) задается следующим образом:
(z) E1 (z) ⋮EM−1 (z)]
Матрица слева является матрицей IDFT. При использовании матрицы IDFT эффективная реализация банка фильтров на основе прототипа нижних частот выглядит следующим образом.
[1] Харрис, Фредрик Джей, многоскоростная обработка сигналов для систем связи, Prentice Hall PTR, 2004.
[2] Харрис, Ф.Дж., Крис Дик и Майкл Райс. «Цифровые приемники и передатчики, использующие банки многофазных фильтров для беспроводной связи». Транзакции IEEE ® по теории и методам микроволнового излучения. Том 51, номер 4, апрель 2003 года.
