[发明专利]具有灵活可重构特性的滤波器组和设计方法

权利要求书

1.一种具有灵活可重构特性的滤波器组，其特征是：包括滤波器产生模块以及与之相连的加法器模块，其中，所述滤波器产生模块利用具有可变带宽的滤波器为原型滤波器，并利用系数抽取和系数插值技术对具有可变带宽的滤波器中每一子滤波器进行重构，其中，抽取操作和插值操作分别进行若干次，取插值因子为第一类设定值以及抽取因子为第二类设定值，系数抽取和系数插值技术被应用于原型可变滤波器的每一个子滤波器中得到相应的插值滤波器和抽取滤波器，a为大于1的整数，第一类设定值的取值为a或a^a，抽取操作进行若干次，如果进行一次抽取操作，优先选择较小值；相应的第二类设定值为a或a^a，插值操作进行若干次，如果进行一次插值操作，优先选择较小值,构建原型滤波器的对称滤波器和抽取滤波器的对称滤波器，每个子滤波器的多个不同的输出分别对应重构后的多个不同的滤波器的输出；滤波器产生模块中，令G_i,k是第i组中的第k个滤波器，第i组共n_i个滤波器，各滤波器G_i,k单独受控制，同时，各滤波器G_i,k各自的控制都有自己的控制参数φ_i,k，利用所述控制参数φ_i,k调整G_i,k的带宽，所有的控制单元共享子滤波器的输出,每一个滤波器都有一个独立的控制单元；

所述原型滤波器包括L+1个子滤波器以及控制单元，所述子滤波器的每一个输出顺次通过控制单元被加权，且第k个子滤波器的传递函数表示为：

其中，h_k(n)为子滤波器H_k(z)的系数，N是子滤波器的长度,z指z变换域；

形成的可变滤波器H(z,φ)为L+1个被加权子滤波器的和，即：

其中，φ是控制参数，第k个子滤波器的加权值是φ^k，φ_l和φ_u分别是φ的上下边界，通过调整φ的值，滤波器H(z,φ)的带宽被调整。

2.如权利要求1所述的一种具有灵活可重构特性的滤波器组，其特征是：H(z,φ)的通带截止频率的上下界分别为ω_max和ω_min另ω_max＝aω_min。

3.如权利要求1所述的一种具有灵活可重构特性的滤波器组，其特征是：所述滤波器产生模块产生一组低通滤波器和一组高通滤波器，低通滤波器分布在低频区，高通滤波器分布在高频谱区，低通滤波器分布在四个不同的组，高通滤波器分布在另外四个不同的组，每一组滤波器通过使用控制单元对各子滤波器的不同输出进行加权而得到。

4.如权利要求1所述的一种具有灵活可重构特性的滤波器组，其特征是：滤波器产生模块中，令G_i,k是第i组中的第k个滤波器，第i组共n_i个滤波器，各滤波器G_i,k单独受控制，同时，各滤波器G_i,k各自的控制都有自己的控制参数φ_i,k，利用所述控制参数φ_i,k调整G_i,k的带宽，所有的控制单元共享子滤波器的输出；

其中，低通滤波器组和高通滤波器组中至少各有一组滤波器需要通过第一掩蔽滤波单元掩蔽滤波得到，低通滤波器组和高通滤波器组中至少各有另外一组滤波器需要通过第二掩蔽滤波单元掩蔽滤波得到，每一个滤波器都有一个独立的控制单元和灵活可控的带宽。

5.如权利要求1所述的一种具有灵活可重构特性的滤波器组，其特征是：在加法器模块中，滤波器子带由滤波器产生模块产生的滤波器产生，第一个子带和最后一个子带直接由具有最小带宽的低通滤波器和高通滤波器分别直接产生，滤波器组中间的子带通过从一个全通滤波器中减去具有最大带宽的高通滤波器和具有最大带宽的低通滤波器产生，其他子带通过用一个具有A带宽的滤波器减去与它相邻的具有B带宽的滤波器产生，A大于B，且A小于等于最大带宽，B大于等于最小带宽，且滤波器每个子带的带宽和中心频率都能被独立灵活地控制。