dsp.ChannelSynthesizer系统对象

多相FFT合成滤波器组

描述

的dsp.ChannelSynthesizer系统对象™合并多个窄带信号为宽带信号通过使用一个基于FFT的合成滤波器组。滤波器组使用一个原型低通滤波器,使用多相结构实现。您可以指定过滤系数直接或通过设计参数。

每一个窄带信号是输入信号存储为一个列,x。列的数量x对应频带的滤波器组的数量。如果x是三维的,每个矩阵对应于一个单独的通道。如果米的频带,x是一个l——- - - - - -米矩阵,然后输出信号,y,维L×M1。如果x有多个通道,它有尺寸吗l——- - - - - -米——- - - - - -N,然后y有尺寸L×M——- - - - - -N。输入x可能很复杂,支持单引号和双数据类型。万博1manbetx

这个对象还接受适应输入。也就是说,一旦锁定对象,您可以更改每个输入通道的大小。通道的数量不能改变。这个对象支持C和c++代万博1manbetx码生成。

合并多个窄带信号到宽带信号:

创建一个dsp.ChannelSynthesizer对象并设置对象的属性。
调用一步合成的信号。

请注意

或者,而不是使用一步定义的方法来执行操作系统对象,您可以调用对象的参数,就好像它是一个函数。例如,y =步骤(obj, x)和y = obj (x)执行相同操作。

建设

合成器= dsp.ChannelSynthesizer创建一个合成器对象,使用缺省属性。

合成器= dsp.ChannelSynthesizer(名称、值)指定使用附加属性名称,值对。未指定的属性有默认值。

例子:

合成器= dsp.ChannelSynthesizer (“NumTapsPerBand”,20岁,“StopbandAttenuation”,140);

属性

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`规范`- - - - - -滤波器设计参数或系数
`每个乐队的阀门数量和阻带衰减`(默认)|`“系数”`

滤波器设计参数或滤波器系数,指定这些选项之一:

每个乐队的阀门数量和阻带衰减——通过指定过滤器的设计参数NumTapsPerBand和StopbandAttenuation属性。
“系数”——指定过滤系数直接使用LowpassCoefficients。

`NumTapsPerBand`- - - - - -每个频带的滤波器系数数
`12`(默认)|正整数

每个多相滤波器系数的分支使用,指定为一个正整数。多相分支的数量匹配频带的数量。滤波器系数的总数为原型低通滤波器是由产品的数量乐队和频率NumTapsPerBand。对于给定的阻带衰减,增加阀门的数量/带的过渡宽度缩小滤波器。因此,有更多的可用带宽为每个频带的增加计算。

适用于当您设置这个属性规范来每个乐队的阀门数量和阻带衰减。

`StopbandAttenuation`- - - - - -阻带衰减
`80年`(默认)|积极的真正的标量

低通滤波器的阻带衰减,指定为一个积极的真正的标量dB。这个值控制从一个频带混叠的最大数量。更大的阻带衰减,较小的通带波纹。

适用于当您设置这个属性规范来每个乐队的阀门数量和阻带衰减。

`LowpassCoefficients`- - - - - -原型低通滤波器的系数
`[1×49双]`(默认)|行向量

原型低通滤波器的系数,指定为一个行向量。必须有至少一个每个频带系数。如果低通滤波器的长度小于频段,对象在系数。

适用于当您设置这个属性规范来“系数”。

这个属性是可调的。你甚至可以改变它的值后,对象是锁着的。

方法

多项式系数	原型低通滤波器的系数
多相	多相矩阵
重置	重置的内部状态系统对象
一步	窄带信号合并成一个宽带信号
特遣部队	传递函数

常见的系统对象
`释放`	允许系统对象属性值的变化

例子

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正交镜像滤波器组

打开生活的脚本

正交镜像滤波器组(QMF)包含一个分析滤波器组部分和合成滤波器银行部分。dsp.Channelizer实现了分析滤波器组。dsp.ChannelSynthesizer实现了综合使用高效的多相滤波器组实现基于原型低通滤波器。

初始化

初始化dsp.Channelizer和dsp.ChannelSynthesizer系统对象。每个对象都设置了8频段,8每个滤波器多相分支,12每多相分支系数,140分贝的阻带衰减。使用具有多个频率的正弦波作为输入信号。查看输入谱和输出频谱使用频谱分析仪。

偏移量= (-40、-30、-20、10、15、25、35、-15];sinewave = dsp.SineWave (“ComplexOutput”,真的,“频率”,…补偿+ (375:125:500),“SamplesPerFrame”,800);信道器= dsp.Channelizer (“StopbandAttenuation”,140);合成器= dsp.ChannelSynthesizer (“StopbandAttenuation”,140);简介= dsp.SpectrumAnalyzer (“ShowLegend”,真的,“NumInputPorts”,…2,“ChannelNames”,{“输入”,“输出”},“标题”,QMF的输入和输出);

流媒体

使用信道器把宽带输入信号分割成多个窄的乐队。然后通过多个窄带信号合成器,合并这些信号形成了宽带信号。输入和输出信号的光谱进行比较。输入和输出光谱匹配非常密切。

为我= 1:5000 x =总和(sinewave (), 2);y =信道器(x);v =合成器(y);简介(x, v)结束

算法

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多相实现

合成滤波器组可以有效地实现使用多相结构。

推导出多相结构,从原型低通滤波器的传递函数。

$H_{0} (z) = b_{0} + b_{1} z^{- 1} + … + b_{N} z^{- N}$

N+ 1是原型滤波器的长度。

你可以重新安排这个方程如下:

$H_{0} (z) = \begin{matrix} (b_{0} + b_{米} z^{- 米} + b_{2 米} z^{- 2 米} + 。。 + b_{N - 米 + 1} z^{- (N - 米 + 1)}) + \\ z^{- 1} (b_{1} + b_{米 + 1} z^{- 米} + b_{2 米 + 1} z^{- 2 米} + 。。 + b_{N - 米 + 2} z^{- (N - 米 + 1)}) + \\ \begin{matrix} ⋮ \\ z^{- (米 - 1)} (b_{米 - 1} + b_{2 米 - 1} z^{- 米} + b_{3 米 - 1} z^{- 2 米} + 。。 + b_{N} z^{- (N - 米 + 1)}) \end{matrix} \end{matrix}$

米是多相组件的数量。

你可以把这个方程写成:

$H_{0} (z) = E_{0} (z^{米}) + z^{- 1} E_{1} (z^{米}) + … + z^{- (米 - 1)} E_{米 - 1} (z^{米})$

E₀(z^米),E₁(z^米)、……E_{m - 1}(z^米)原型低通滤波器的多相组件,H₀(z)。

其他过滤器的过滤器银行,H_k(z)k= 1,…,米1,这个原型滤波器调制的版本。

你可以写的传递函数kth调制带通滤波器。替换z与泽^jw_k,

$H_{k} (z) = h_{0} + h_{1} e^{j w k} z^{- 1} + h_{2} e^{j 2 w k} z^{- 2} … + h_{N} e^{j N w k} z^{- N}$

N+ 1的长度k过滤器。

在多相形式,方程如下:

$H_{k} (z) = (1 e^{j w_{k}} e^{j 2 w_{k}} … e^{j (米 - 1) w_{k}}] (\begin{matrix} E_{0} (z^{米}) \\ z^{- 1} E_{1} (z^{米}) \\ ⋮ \\ z^{- (米 - 1)} E_{米 - 1} (z^{米}) \end{matrix}]$

对所有米通道滤波器组,MIMO传递函数,H(z),是由:

$H (z) = (\begin{matrix} \begin{array}{l} 1 & 1 & 1 & … & 1 \end{array} \\ \begin{array}{l} 1 & e^{j w_{1}} & e^{j 2 w_{1}} & … & e^{j (米 - 1) w_{1}} \end{array} \\ ⋮ \\ \begin{array}{l} 1 & e^{j w_{米 - 1}} & e^{j 2 w_{米 - 1}} & … & e^{j (米 - 1) w_{米 - 1}} \end{array} \end{matrix}] (\begin{matrix} E_{0} (z^{米}) \\ z^{- 1} E_{1} (z^{米}) \\ ⋮ \\ z^{- (米 - 1)} E_{米 - 1} (z^{米}) \end{matrix}]$

这里是插值的多重速率的高贵的身份:

说明,考虑滤波器组的第一个分支包含低通滤波器。

取代H₀(z)多相表示。

高贵的身份申请插值之后,可以取代延迟,插值系数,加法器换向开关。

对所有的米通道滤波器组,MIMO传递函数,H(z),是由:

$H (z) = (\begin{matrix} \begin{array}{l} 1 & 1 & 1 & … & 1 \end{array} \\ \begin{array}{l} 1 & e^{j w_{1}} & e^{j 2 w_{1}} & … & e^{j (米 - 1) w_{1}} \end{array} \\ ⋮ \\ \begin{array}{l} 1 & e^{j w_{米 - 1}} & e^{j 2 w_{米 - 1}} & … & e^{j (米 - 1) w_{米 - 1}} \end{array} \end{matrix}] (\begin{matrix} E_{0} (z) \\ E_{1} (z) \\ ⋮ \\ E_{米 - 1} (z) \end{matrix}]$

左边的矩阵是一个IDFT矩阵。IDFT矩阵,基于低通原型滤波器的高效实现银行看起来像下面的。

引用

[1]哈里斯弗雷德里克·J,多重速率的通信信号处理系统,普伦蒂斯霍尔PTR, 2004。

[2]哈里斯F.J.,Chris Dick, Michael Rice. "Digital Receivers and Transmitters Using Polyphase Filter Banks for Wireless Communications." IEEE Transactions on microwave theory and techniques. Vol. 51, Number 4, April 2003.