一种对称Farrow结构分数时延滤波器设计方法

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作者 贾可新 陈阳 《雷达科学与技术》 北大核心 2025年第4期417-423,432,共8页

为了通过控制滤波器频率响应逼近精度,尽可能降低实现结构的复杂度,获得滤波器系数的全局最优解,提出了一种基于二阶锥规划的对称Farrow结构分数时延滤波器设计方法。这种方法根据FIR滤波器的线性相位特性,构建加权最小二乘拟合目标函... 为了通过控制滤波器频率响应逼近精度,尽可能降低实现结构的复杂度,获得滤波器系数的全局最优解,提出了一种基于二阶锥规划的对称Farrow结构分数时延滤波器设计方法。这种方法根据FIR滤波器的线性相位特性,构建加权最小二乘拟合目标函数和频率响应误差约束条件,并将约束转化为线性不等式约束,可将对称Farrow结构分数时延滤波器设计转化为一个凸优化求解问题。该问题可利用二阶锥规划方法进行求解,获得满足幅频和相频误差约束的全局最优滤波器系数。通过在仿真实验中对比分析所提方法与其他4种方法,验证了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 分数时延滤波器 对称farrow结构 二阶锥规划 加权最小二乘 频率响应

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一种基于Farrow滤波器的并行采样时间误差校正 被引量：20

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作者 刘艳茹 田书林 +1 位作者 王志刚 潘卉青 《电子测量与仪器学报》 CSCD 2010年第1期50-54,共5页

用Farrow结构滤波器对并行采样信号进行时间误差校正,通过DSPBuilder软件将设计的滤波器模型转化为硬件语言,利于FPGA实现。此方法在时间误差改变的情况下也无需改变滤波器系数,易于实时校正,适用范围宽广。随着过采样倍数的增大或滤波... 用Farrow结构滤波器对并行采样信号进行时间误差校正,通过DSPBuilder软件将设计的滤波器模型转化为硬件语言,利于FPGA实现。此方法在时间误差改变的情况下也无需改变滤波器系数,易于实时校正,适用范围宽广。随着过采样倍数的增大或滤波器阶数的增加,校正后信号无杂散动态范围SFDR提升幅度增大。实验结果表明该方法能有效抑制时间误差所引入的杂散频谱,提高信号的无杂散动态范围,具有较高可行性。 展开更多

关键词 时间交替 时间误差 farrow滤波器 无杂散动态范围

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一种Farrow结构数字延时滤波器的设计 被引量：9

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作者 王伟 《电讯技术》 北大核心 2018年第5期601-606,共6页

普通数字延时滤波器虽然结构简单,但系数计算过程复杂,在延时参数快速变化时,系数更新速度无法满足实时性要求,在工程应用上受限制。采用Farrow结构数字延时滤波器能够更加灵活高效地进行分数延时滤波,延时参数改变时,无需重新计算滤波... 普通数字延时滤波器虽然结构简单,但系数计算过程复杂,在延时参数快速变化时,系数更新速度无法满足实时性要求,在工程应用上受限制。采用Farrow结构数字延时滤波器能够更加灵活高效地进行分数延时滤波,延时参数改变时,无需重新计算滤波器系数,更容易在现场可编程门阵列(FPGA)上实现。介绍了一种Farrow结构数字延时滤波器,提出采用基于对称结构的滤波器系数求解方法,并经过加权优化,获得最终Farrow滤波器的系数。系数计算过程中,通过对设计所得Farrow滤波器延时精度和误差的分析,调整加权因子的取值和滤波器阶数,进而提高延时精度。计算机仿真结果证明了加权对称系数求解Farrow滤波器系数方法的有效性和实用性。 展开更多

关键词 数字延时滤波器 分数延时 farrow结构 校正精度

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实时校正时间误差的Farrow结构滤波器设计 被引量：6

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作者 秦小芳 龙兵 +1 位作者 曾浩 潘卉青 《电子测量技术》 2011年第8期27-30,共4页

实现1种基于Farrow结构分数时延(Fractional Delay,FD)滤波器对并行采样中时间非均匀误差的实时校正。采用优化设计的方法,求解Farrow结构FD滤波器的各子滤波器系数,在尽可能资源消耗少的情况下,使设计偏差较小,保证后续时延误差估计和... 实现1种基于Farrow结构分数时延(Fractional Delay,FD)滤波器对并行采样中时间非均匀误差的实时校正。采用优化设计的方法,求解Farrow结构FD滤波器的各子滤波器系数,在尽可能资源消耗少的情况下,使设计偏差较小,保证后续时延误差估计和校正的精度,并在Xilinx的FPGA中实现时间误差的校正。理论分析和实验结果表明本算法具有稳定性,算法所设计滤波器可用于动态时间补偿,所设计滤波器结构简单,资源消耗少,易于在硬件中实现,且校正效果明显。 展开更多

关键词 farrow结构 FD滤波器 FPGA 最优化方法 VERILOG HDL

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基于LabWindows/CVI和Matlab的改进Farrow结构滤波器设计 被引量：2

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作者 颜挺利 乔钟纬 陈俊凯 《洛阳理工学院学报（自然科学版）》 2009年第3期28-30,34,共4页

利用LabWindows/CVI方便、快捷地设计出用户操作界面,结合Matlab大量的信号处理函数,设计一款用于采样频率转换的改进Farrow结构的滤波器,可以在设计的面板中输入滤波器的各项参数并显示滤波结果,能很好地用于实际工程中。

关键词 LABWINDOWS/CVI MATLAB farrow 滤波器

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基于Farrow滤波器的宽带数字波束形成技术研究及实现 被引量：5

6

作者 彭宏涛 朱德智 《舰船电子对抗》 2015年第2期37-41,共5页

为获得更高的分辨率,以满足目标识别或精确定位的需要,雷达往往采用宽带信号。对于宽带数字阵列雷达,相同的时延不同的频率会带来相移的不同,窄带波束形成通过相位补偿达到补偿时延的方法会导致宽带波束方向图畸变。为实现宽带数字阵列... 为获得更高的分辨率,以满足目标识别或精确定位的需要,雷达往往采用宽带信号。对于宽带数字阵列雷达,相同的时延不同的频率会带来相移的不同,窄带波束形成通过相位补偿达到补偿时延的方法会导致宽带波束方向图畸变。为实现宽带数字阵列各阵元传输时延的精确补偿,引入分数时延滤波器。并给出了一种基于Farrow滤波器的宽带数字波束形成系统设计方法。 展开更多

关键词 farrow滤波器 分数时延滤波器 宽带数字阵列雷达 数字波束形成

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基于Farrow结构的多径信道小数时延模拟方法 被引量：2

7

作者 胡雪南 姜雪松 +2 位作者 程远杰 刘景鑫 李添 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2024年第8期237-244,共8页

在信道模拟的过程中,为了更加逼近真实的通信场景,信道模拟器需要达到非常高的多径时延精确度,这对信道模拟器的仿真能力提出了更高的要求。信道模型的处理和加载任务通常在数字基带内实现,其时钟分辨率是有限的,需要借助Farrow结构小... 在信道模拟的过程中,为了更加逼近真实的通信场景,信道模拟器需要达到非常高的多径时延精确度,这对信道模拟器的仿真能力提出了更高的要求。信道模型的处理和加载任务通常在数字基带内实现,其时钟分辨率是有限的,需要借助Farrow结构小数滤波器来实现更高时延精度。为实现超高精度的时延模拟,根据信道模拟算法的特点,采取DSP与分布式乘法混用的方式对Farrow结构小数滤波器进行了优化设计。设计方案在创远信科的信道模拟器Pathrrot-X80上执行了验证和测试。结果表明,改进的Farrow滤波器的结构设计大幅度降低了FPGA计算资源的消耗,使得小数延时算法能够在高时延精度和低资源开销之间达到平衡;多径时延精度在低频段的测试结果与理论推算基本吻合,满足信道模拟所期望的0.1 ns的要求;时延精度在高频段与理论推算出入较大,为了达到更好的性能或更小的信号失真,可以考虑提升滤波器阶数,或寻找更优的系数计算算法。 展开更多

关键词 信道模拟器 小数时延 farrow滤波器 FPGA

原文传递

基于Farrow内插的码偏信号产生算法及其实现 被引量：1

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作者 杨朝君 《电视技术》 2019年第1期54-59,共6页

码偏可调的信号源是高动态接收机研制过程中的重要测试设备,基于插值重采样原理,设计了一种码偏信号产生算法,Matlab仿真验证了算法的准确性,采用软件无线电技术,在FPGA+DAC的硬件平台上实现了该算法,给出了系统整体设计方案,详细阐述... 码偏可调的信号源是高动态接收机研制过程中的重要测试设备,基于插值重采样原理,设计了一种码偏信号产生算法,Matlab仿真验证了算法的准确性,采用软件无线电技术,在FPGA+DAC的硬件平台上实现了该算法,给出了系统整体设计方案,详细阐述了系统关键部分的实现及重要参数设置的依据,并给出仿真及实测的结果,结果证明,此方法产生的码偏信号准确可靠,并大大节省了存储资源,具有较大的应用价值。 展开更多

关键词 多普勒偏移 farrow插值滤波器 现场可编程门阵列

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分数阶插入式前馈重复控制及单相并网逆变器应用 被引量：1

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作者 赵强松 周国辉 夏元清 《控制理论与应用》 北大核心 2025年第6期1114-1123,共10页

针对传统插入式重复控制器(PRC)在弱电网频率波动时控制性能下降的问题,本文提出一种基于Farrow结构滤波器的分数阶插入式前馈重复控制(FOPFRC)方法.首先,采用前馈重复控制内模结构优化PRC的内模,改善系统应对电网频率波动的鲁棒性;其次... 针对传统插入式重复控制器(PRC)在弱电网频率波动时控制性能下降的问题,本文提出一种基于Farrow结构滤波器的分数阶插入式前馈重复控制(FOPFRC)方法.首先,采用前馈重复控制内模结构优化PRC的内模,改善系统应对电网频率波动的鲁棒性;其次,采用Farrow结构滤波器实时逼近由电网频率波动导致的分数阶延迟,使前馈重复控制的谐振频率实时跟踪电网频率,进一步改善控制系统在电网频率波动时的谐波抑制性能;最后,给出了FOPFRC系统的稳定性分析和控制器参数优化设计方法.实验结果证明,提出的FOPFRC方法在电网电压畸变、电网频率波动以及电网电压突变等弱电网工况下具有较强的谐波抑制能力和较好的动态性能. 展开更多

关键词 分数阶延迟 重复控制 farrow结构滤波器 谐波抑制 频率波动

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超奈奎斯特水声通信稀疏自适应自迭代均衡算法

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作者 褚润聪 武岩波 +2 位作者 朱敏 徐锐 寇旭 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第6期1187-1196,共10页

针对超奈奎斯特水声通信中的符号间干扰问题,本文提出基于数据重用改进比例递归最小二乘的稀疏自适应自迭代均衡算法,在软均衡器自迭代中更新均衡器系数和后验软判决符号,并根据超奈奎斯特信号加速因子调整算法稀疏度,在正交相移键控和... 针对超奈奎斯特水声通信中的符号间干扰问题,本文提出基于数据重用改进比例递归最小二乘的稀疏自适应自迭代均衡算法,在软均衡器自迭代中更新均衡器系数和后验软判决符号,并根据超奈奎斯特信号加速因子调整算法稀疏度,在正交相移键控和八相移键控调制下给出稀疏度因子和加速因子的拟合关系。仿真和试验证明:该算法具有更优的均衡性能和收敛速度,在距离为10 km的浅海水平通信海试中,实现了频谱效率为2.14 bits/(s·Hz)的超奈奎斯特信号无错误译码传输。 展开更多

关键词 水声通信 超奈奎斯特 farrow滤波器 TURBO均衡 软译码器 软均衡器 自适应算法 改进成比例递归最小二乘 数据重用

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有限硬件资源下长时延信道模拟的研究与实现

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作者 张晨莎 李鹏 +1 位作者 冯姣 陈鹏炜 《计算机与数字工程》 2025年第10期2722-2727,共6页

随着通信技术应用场景的日益丰富,数据传输环境也愈发复杂,对不同应用场景下的时延仿真要求日益提高。然而,受到存储器资源的限制,采用固定采样率的信道仿真系统无法根据仿真需求,动态调节最大时延长度与采样率之间的关系,造成仿真资源... 随着通信技术应用场景的日益丰富,数据传输环境也愈发复杂,对不同应用场景下的时延仿真要求日益提高。然而,受到存储器资源的限制,采用固定采样率的信道仿真系统无法根据仿真需求,动态调节最大时延长度与采样率之间的关系,造成仿真资源浪费。为了提高硬件资源的利用率,在硬件资源约束的条件下完成可变采样率的信道仿真亟需解决的问题,论文提出了在固定硬件资源条件下,通过实现可变采样率的方法模拟任意长时延信道的一种方法,并对该方法在FPGA平台上完成实现。该方法利用Farrow重采样滤波器在低资源下完成时延,再利用Farrow重采样滤波器提高信号的精度。验证结果表明,利用伪双口RAM与Farrow滤波器结合,可实现大于10 ms的信道时延仿真。 展开更多

关键词 farrow滤波器 长时延信道 重采样滤波器 FPGA

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用于中红外痕量气体检测的光电信号高速采集系统设计 被引量：10

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作者 吕默 陈晨 王一丁 《激光杂志》 北大核心 2016年第2期26-29,共4页

在中红外波段,大多数气体分子吸收光谱的线宽都很窄,因此红外光电探测器输出信号为窄脉冲信号。对此脉冲信号的处理要求前置放大器必须兼具精度与速度,而对放大器输出信号的采集也需要在保证带宽的情况下尽量提高数字化的精度。本文中... 在中红外波段,大多数气体分子吸收光谱的线宽都很窄,因此红外光电探测器输出信号为窄脉冲信号。对此脉冲信号的处理要求前置放大器必须兼具精度与速度,而对放大器输出信号的采集也需要在保证带宽的情况下尽量提高数字化的精度。本文中设计了高速并行采样电路,利用两片双通道高速ADC实现了1GSPS的采样速度与12bit的垂直分辨率。信号链的最后一环是FPGA数据处理电路,我们应用CORDIC算法对采集系统的时间误差进行了校正。本文最后给出了光电信号高速采集电路的设计与测试结果,在输入参考信号频率为100MHz时,采集系统整体信噪比达到60d B,无杂散动态范围达到70d B。 展开更多

关键词 痕量气体检测 时间交替并行采样系统 farrow滤波器 CORDIC算法

原文传递

一种时间交替ADC时间失配误差自适应校正方法 被引量：20

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作者 秦国杰 刘国满 +2 位作者 高梅国 傅雄军 许芃 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期2730-2735,共6页

时间失配误差是时间交替并行采集系统的失配误差中最主要且影响最大的误差。针对该问题,提出了一种基于Farrow结构分数延迟滤波器结合自适应估计对时间失配误差进行数字校正的方法。分数延迟滤波器可以在有限带宽信号采样点之间进行插... 时间失配误差是时间交替并行采集系统的失配误差中最主要且影响最大的误差。针对该问题,提出了一种基于Farrow结构分数延迟滤波器结合自适应估计对时间失配误差进行数字校正的方法。分数延迟滤波器可以在有限带宽信号采样点之间进行插值。该方法可以对奈奎斯特频率以内的输入信号进行补偿校正,同时适用于任意通道数的时间交替ADC。仿真结果表明,该方法能够对时间失配误差进行精确估计,同时能够有效地抑制杂散分量,校正效果良好。最后,在实际的时间交替采集系统中验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 时间交替ADC 时间失配误差 farrow结构分数延迟滤波器 自适应校正

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一种时间交织ADC的时间失配后台校准算法 被引量：9

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作者 尹勇生 潘云胜 陈红梅 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期56-60,共5页

利用输入信号的自相关特性设计了一种用于时间交织模数转换器（ADC）时间失配误差的自适应数字后台校准算法,该算法利用输入信号的自相关特性以及统计的方法,在后台将子通道的输出作相关运算以估计失配误差,再利用基于farrow结构的分数... 利用输入信号的自相关特性设计了一种用于时间交织模数转换器（ADC）时间失配误差的自适应数字后台校准算法,该算法利用输入信号的自相关特性以及统计的方法,在后台将子通道的输出作相关运算以估计失配误差,再利用基于farrow结构的分数延时滤波器进行误差校正.误差估计部分和校准部分构成一个反馈环路,可以实现误差的实时跟踪和校正.Matlab仿真结果表明：当输入信号归一化频率为fin/fs=0.096 88时,经校准后,系统的SNR提高11dB以上,校准效果明显.该算法适用于任何类型的输入信号,且在硬件实现方面也比较简单,farrow结构实现的滤波器只用3~5阶就可以满足校准精度要求,特别适用于工程实现. 展开更多

关键词 数字信号处理 时间交织ADC 自适应校正 时间失配校正 farrow结构滤波器

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全数字接收机中一种基于并行流水线与快速FIR算法的插值滤波器结构及其实现 被引量：9

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作者 邓军 杨银堂 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第9期2089-2094,共6页

该文在对已有的拉格朗日立方插值滤波器Farrow结构进行分析和研究的基础上,使用了流水线技术和并行处理技术来提高滤波器的速度。在此基础上提出了基于快速FIR算法的结构,降低了并行的Farrow结构的复杂度。对该算法结构进行了仿真,并在F... 该文在对已有的拉格朗日立方插值滤波器Farrow结构进行分析和研究的基础上,使用了流水线技术和并行处理技术来提高滤波器的速度。在此基础上提出了基于快速FIR算法的结构,降低了并行的Farrow结构的复杂度。对该算法结构进行了仿真,并在FPGA上实现。分析结果表明,改进后的结构有更快的运行速度和更低的功耗。 展开更多

关键词 全数字接收机 插值滤波器 farrow结构 快速FIR算法

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全数字接收机中一种低功耗插值滤波器结构及其VLSI实现 被引量：4

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作者 邓军 杨银堂 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期320-325,共6页

插值滤波器的设计是全数字接收机中码元同步算法的关键技术.本文主要探求一种适合于VLSI实现的插值滤波器结构,在拉格朗日立方插值滤波器的Farrow结构基础上,融入了流水线技术和并行处理技术以提高滤波器运算速率.对改进后的结构与原结... 插值滤波器的设计是全数字接收机中码元同步算法的关键技术.本文主要探求一种适合于VLSI实现的插值滤波器结构,在拉格朗日立方插值滤波器的Farrow结构基础上,融入了流水线技术和并行处理技术以提高滤波器运算速率.对改进后的结构与原结构进行复杂度对比、运算速率对比和功耗对比,并在FPGA上实现.仿真与实现结果表明,该结构有着更快的运行速度、更低的功耗. 展开更多

关键词 全数字接收机 VLSI 插值滤波器 farrow结构

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一种基于并行处理技术的插值滤波算法及其FPGA实现 被引量：6

17

作者 邓军 杨银堂 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2010年第11期82-85,90,共5页

插值滤波器性能直接影响到全数字接收机的误码率,设计性能良好且易于硬件实现的插值滤波器是设计全数字接收机的关键.在对已有的拉格朗日立方插值滤波器Farrow结构进行分析和研究的基础上,使用了并行处理技术来提高滤波器的速度,并对该... 插值滤波器性能直接影响到全数字接收机的误码率,设计性能良好且易于硬件实现的插值滤波器是设计全数字接收机的关键.在对已有的拉格朗日立方插值滤波器Farrow结构进行分析和研究的基础上,使用了并行处理技术来提高滤波器的速度,并对该算法结构进行了仿真,在FPGA上实现.分析结果表明,改进后的结构有更快的运行速度和更低的功耗. 展开更多

关键词 全数字接收机 插值滤波器 farrow结构 FPGA

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符号定时同步环路中高阶内插滤波器的设计 被引量：4

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作者 高庆 王波涛 张凤娇 《国外电子测量技术》 2018年第9期111-115,共5页

符号定时同步环路作为全数字接收机中最重要的组成部分,对系统整体性能有着重要的影响,而定时同步环路中内插滤波器的性能则在定时同步环路中起着至关重要的作用。基于多项式插值方法设计并用FARROW结构实现的内插滤波器被广泛而深入地... 符号定时同步环路作为全数字接收机中最重要的组成部分,对系统整体性能有着重要的影响,而定时同步环路中内插滤波器的性能则在定时同步环路中起着至关重要的作用。基于多项式插值方法设计并用FARROW结构实现的内插滤波器被广泛而深入地研究讨论,且基于现有的抛物线、立方插值等设计的低阶插值器在工程应用中已经有不错的效果。为进一步提升插值效果,以线性、抛物线及立方插值的Farrow内插器系数为起点,通过计算给出了5次、7次等较高阶Farrow内插器的系数及计算过程,并将结果应用于符号定时同步环路中内插滤波器的设计。通过对4QAM信号解调中误差向量幅度（EVM）指标的分析比较,采用高阶内插滤波器对系统的性能有实质的改善。高阶内插滤波器对通信系统中的基带信号的内插重建效果比传统的抛物线及立方插值有明显的改进。 展开更多

关键词 软件无线电 数字接收机 符号定时同步 内插滤波器 farrow插值滤波器

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VFD滤波器的导航信道模拟器动态时延模拟方法 被引量：2

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作者 沙海 黄新明 +2 位作者 张鑫 牟卫华 欧钢 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期61-65,共5页

针对卫星导航信道模拟器信号仿真中,传统伪距多普勒模拟方法瞬时控制精度差、滤波器资源占用较大的不足,提出了基于拉格朗日插值延迟滤波器及Farrow结构实现的伪距多普勒模拟方法。在分析信道模拟器系统架构的基础上,建立了多普勒模拟... 针对卫星导航信道模拟器信号仿真中,传统伪距多普勒模拟方法瞬时控制精度差、滤波器资源占用较大的不足,提出了基于拉格朗日插值延迟滤波器及Farrow结构实现的伪距多普勒模拟方法。在分析信道模拟器系统架构的基础上,建立了多普勒模拟方法的模型,包括延时计算模块和可变延迟滤波器两部分。与多速率采样数字延迟滤波器方法比较,该方法滤波器系数个数约为后者的0.2%,并且改变时延特性时,仅需更新1个参数。信道模拟器实测数据结果表明使用该方法伪码多普勒模拟精度可以达到0.1mHz。 展开更多

关键词 卫星导航 信道模拟器 伪距多普勒 可变分数延迟滤波器 farrow结构

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音频异步采样率转换IP的设计及联合仿真 被引量：4

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作者 李琳琳 秦敏 《电子技术应用》 北大核心 2013年第6期121-123,共3页

以改进型Farrow结构滤波器为核心,设计了音频异步采样率转换的IP Core,并利用Simulink和硬件描述语言仿真器ModelSim构建服务器/客户端形式的仿真平台,实现对算法IP的联合仿真验证。实验结果表明,所设计的IP在信噪比等各方面均符合设计... 以改进型Farrow结构滤波器为核心,设计了音频异步采样率转换的IP Core,并利用Simulink和硬件描述语言仿真器ModelSim构建服务器/客户端形式的仿真平台,实现对算法IP的联合仿真验证。实验结果表明,所设计的IP在信噪比等各方面均符合设计要求,该仿真方法高效、可行。 展开更多

关键词 farrow结构滤波器 联合仿真 采样率转换

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