多带余弦调制滤波器组

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1、第33页共33页目录摘要2Abstract31.绪论42.低通原型滤波器的设计62.1概述62.2低通原型滤波器62.2.1标准低通滤波器的理想特性62.2.2低通原型滤波器的设计72.3二次约束原型低通滤波器组72.4凯泽窗函数设计原型低通滤波器92.4.1概述92.4.2凯泽窗函数设计的原型滤波器102.4.3Kaiser窗函数的Matlab实现123滤波器组的设计133.1概述133.2下取样与上取样133.2.1下取样133.2.2上取样163.3逆操作183.4多带余弦调制滤波器组193.4.1滤波器组的分析部分203.4.2滤波器

2、组的综合部分204.多带余弦调制滤波器组的准确重构244.1概述244.2准确重构244.2.1恒等变换244.2.2准确重构的充要条件254.3多带余弦调制准确重建滤波器组255.多带余弦调制滤波器组的计算机仿真与分析275.1凯泽窗函数设计的原型滤波器仿真分析275.2分析滤波器的仿真分析285.3综合滤波器的仿真分析296.结论31致谢32参考文献33毕业设计用纸第33页共33页装摘要首先介绍了滤波器组的概念，然后给出基于此概念的余弦调制滤波器组CMFB(Cosine-ModulatedFilterBanks)的设计及实现,本文提出了一

3、种近似重构的多带余弦调制滤波器组的设计方法。采用凯泽窗设计法设计原型低通滤波器，在精确重组的前提下，对低通滤波器系数进行优化。该方法优化方便，收敛速度快，与其他方法相比滤波器的阻带衰减大。对设计好的原型滤波器再进行余弦调制，即得到余弦调制滤波器组。利用计算机对本文提出设计方法仿真，并进行性能分析。关键词：原型滤波器；余弦调制滤波器组；近似重构；多速率；凯泽窗毕业设计用纸第33页共33页AbstractInthispaper,thetheoryoffilterbanksisfirstlyoverviewed.Thenthedesignandim

4、plementationmethodofthemultracarriermodulationbasedonCMFBarepresented.AmethodfordesigningM-bandcosine-modulatedfilterbankswithnearperfectreconstructionisproposed.UnderthepresumptionofPR,thecoefficientsofthelowpassprototypeareoptimized.Comparedwithotherdesignmethods,thepropo

5、sedtechnigueyieldsPRfilterbankswithmuchhigherstopbankattenuation.Adesignexampleispresentedtoshowthatcosine-modulatedfilterbankswithhighstopattenuationcanbeachievedusingtheproposedmothod.Thispaperconsistsoftwotopics:prototypefilterdesignandCMFBperfectreconstruction.Keywords:

6、prototypefilter;CMFB(Cosine-ModulatedFilterBanks);nearperfectreco-nstruction;multirate；Kaiser毕业设计用纸第33页共33页订1.绪论1.1国内外研究现状、水平及存在的问题近些年来，余弦调制滤波器组以其设计简单的优点，获得了在音频、静止图像和视频压缩方面广泛的应用，比较成功的基于余弦调制滤波器组的压缩算法有MP3、DolbyAC-3和MPEGAAC等。由于设计简单且实现效率高，余弦调制滤波器组成为多速率滤波器组的研究热点之一。M带均匀最大抽取滤波器组的重

7、构问题，约在70年代人们就已经开始进行研究，并一直受到重视。近年来随着信息和通信技术的发展，该问题更加受到人们的关注，将之列为信号处理在现在通信中的关键技术之一。但迄今为止，这一课题发展的还不够成熟。主要是因为一方面研究者通常从分析-综合滤波器组完全重构的条件出发，其要求苛刻，难于进行；另一方面滤波器传输函数通常设为经典参数形式，由于考虑到稳定性等，滤波采用FIR型，效率第二是结构复杂化，因此使问题复杂化。有时存在难以处理的困难。因此目前国内外，大都采用二分带分级树型结构等一些特例。对于工程应用来说，有效设计和实现尤其重要，因此随着精确重构滤

8、波器组的基本理论逐渐趋于成熟，设计上简单及实现复杂度低的调制型多带滤波器组近年来得到了较多的研究。在调制型滤波器组中各个子带滤波器是由一个原型低通滤波器经过调制得到