基于概率计算和近似处理的FIR滤波方法及滤波器技术

本发明专利技术公开了基于概率计算和近似处理的FIR滤波方法及滤波器，涉及通信技术领域和数字信号处理领域，其技术方案要点是：包括预处理模块、寄存器组、比特流生成模块、比特流计算模块、概率取最大值模块、后向转换模块、减法器模块和指数运算模块。利用概率计算和近似计算的方法，能够将原本复杂的乘加操作用门级电路和逻辑实现，有效地解决硬件复杂度高的问题，并且由于结构简单，电路的关键路径较短，使得可以提高系统时钟频率追求更高速度或者降低电压追求更低的功耗，让FIR滤波器的应用范围可以进一步扩展。可以进一步扩展。可以进一步扩展。

【技术实现步骤摘要】
基于概率计算和近似处理的FIR滤波方法及滤波器


[0001]本专利技术涉及通信
和数字信号处理领域，更具体地说，它涉及基于概率计算和近似处理的FIR滤波方法及滤波器。

技术介绍

[0002]FIR(FiniteImpulseResponse)滤波器是数字信号处理系统中最基本的元件之一，其本质是通过在时域上进行有限长度的卷积运算，实现频域上的滤波或者均衡功能。相比IIR(Infinite Impulse Response)滤波器，FIR滤波器可以保证在任意幅频特性的同时具有严格的线性相频特性，同时其单位冲击响应是有限长度，因而FIR滤波器是稳定的系统。FIR滤波器在通信、图像处理等领域都有着广泛的应用。
[0003]Max
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log近似计算技术是为降低高密度乘加运算复杂度而提出的一种近似计算技术，其思路是将需要进行乘加运算的数转换到对数(log)域后再进行运算，在对数域将乘法变成加法，而加法可以通过取最大数值(Max)来进行近似，因此被称为Max
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log近似计算技术。Max<br/>‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于概率计算和近似处理的FIR滤波方法，其特征是，包括以下步骤：对二进制补码进行预处理后转换成对数域下的信号序列；以不同寄存器对信号序列中的各个子信号按序进行单独存储；以并行的优先编码对相应输入的子信号编码，得到并行MCAS序列；根据定系数的绝对值对并行MCAS序列进行比特流扩展，并将基于比特流表征的对数域上的数值相加以实现乘法运算，得到对数域乘法运算结果；将对数域乘法运算结果进行正负分组，并分别对正负分组的并行比特流做或运算，完成Max
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log近似算法中的取最大值运算，得到正分组近似相加的正并行比特流以及负分组近似相加的负并行比特流；以两个并行的优先译码分别对MCAS编码下的正并行比特流、负并行比特流转换为相应的二进制表征下的数值；根据正负两组对应二进制表征下的数值进行集成处理，并依据二进制补码预处理产生的补偿误差对集成结果进行补偿处理，得到最终的幅值与符号；对幅度求指数，并根据符号决定输出的符号，得到FIR滤波器的运算结果。2.根据权利要求1所述的基于概率计算和近似处理的FIR滤波方法，其特征是，所述二进制补码进行预处理的过程具体为：将二进制补码输入的最高位取反，并当作无符号数处理后得到对数域下的信号序列。3.根据权利要求2所述的基于概率计算和近似处理的FIR滤波方法，其特征是，所述当作无符号数处理的过程具体为：二进制补码表示的数中最高位所对应的权重值由负值变为正值。4.根据权利要求2所述的基于概率计算和近似处理的FIR滤波方法，其特征是，所述二进制补码进行预处理的计算公式具体为：a＝
‑
a
N
‑1·2N
‑1+a
N
‑2·2N
‑2+
…
+a1·
21+a0·
20其中，a表示二进制补码表示的数；a
N
‑1表示二进制补码表示的数中的最高位，a0为最低位；a'表示二进制补码表示的数预处理后对应的子信号；表示最高位取反结果；N表示二进制补码表示的数中的位数。5.根据权利要求1所述的基于概率计算和近似处理的FIR滤波方法，其特征是，所述正并行比特流与负并行比特流的计算过程具体为：将正并行比特流所转换的二进制表征下的数值与正分组后的正系数相乘，得到第一结果；将负并行比特流所转换的二进制表征下的数值与负分组后的负系数相乘，得到第二结果。6.根据权利要求1所述的基于概率计算和近似处理的FIR滤波方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝雨彬，韩凯宁，胡剑浩，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：