[发明专利]一种高阶数字滤波系统及方法

权利要求书

1.一种高阶数字滤波系统，包括数字信号并行输入模块和滤波器系数输入模块，其特征在于，还包括：

滤波系数时频变换模块，以向量为滤波器元素的K-1阶滑动滤波器；其中，K=1,2,3，… ；

短时滑帧处理模块，形成含2N个离散数据的时域帧信号；其中N为N路并行数据；

FFT定点运算模块，将短时滑帧处理所得的每帧数据做2N点数的FFT；

帧结构滑动滤波模块，将FFT定点运算输出的每一帧数据滑动进入滑动滤波器并输出；

IFFT定点运算模块，将滑动滤波器输出的每一帧数据通过IFFT变换转换为时域数据；

数据截取及输出模块，将IFFT定点运算输出的每帧数据只保留后半帧数据输出。

2.一种高阶数字滤波方法，具体方法为，数字信号并行N路进入FPGA，滤波器系数通过时频变换，形成以向量为各元素的滑动滤波器；同时，并行数据在FPGA中通过短时滑帧处理，形成含2N个离散数据的时域帧信号，实时、并行的做FFT定点运算，形成含2N个离散数据的频域帧信号；频域帧信号再经过帧结构滑动滤波，完成含2N个频域数据的滤波器帧输出，每帧数据再实时流水地通过IFFT定点运算，完成频域帧信号的时域变换，最后经数据截取及输出后半帧时域信号；其中，

滤波器系数时频变换的具体方法为：将KN-1阶滤波器系数按每N个系数后面补N个0，再通过2N点DFT，形成滤波器的K个元素，且每个元素均为2N点的向量；其中，K=1,2,3，… ；

短时滑帧处理的具体方法为：并行N路数据，在FPGA内部缓存一帧，将当前时钟周期缓存的数据与当前时钟周期到来的数据按采样先后顺序组成含2N个数据的一帧数；

FFT定点运算的具体方法为：将短时滑帧处理所得的每帧数据做2N点数的FFT；

帧结构滑动滤波的具体方法为：将FFT定点运算实时流水输出的每一帧数据，滑动进入通过由滤波器系数时频变换所得的以向量为元素的滑动滤波器；

IFFT定点运算的具体方法为：将帧结构滑动滤波输出的每帧数据，通过IFFT变换，转换为时域数据；

数据截取及输出的具体方法为：将IFFT定点运算输出的每帧数据只保留后半帧数据，这就使得并行N路输入，并行N路输出。

3.根据权利要求2所述的滤波方法，所述2N点数的FFT通过n次蝶形计算得到，其中，N为2的n次方。

4.根据权利要求3所述的滤波方法，所述IFFT变换通过蝶形计算得到。