基于加权最小二乘的稀疏FIR滤波器设计方法

作     者：庄陵 宋诗苇 刘莹 ZHUANG Ling;SONG Shiwei;LIU Ying

作者机构：重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 移动通信技术重庆市重点实验室重庆400065 

基　　金：重庆市教育委员会科学技术研究项目(KJQN202200617) 

出 版 物：《华南理工大学学报(自然科学版)》 (Journal of South China University of Technology(Natural Science Edition))

年 卷 期：2025年第53卷第1期

页      码：84-91页

摘      要：大规模通信系统的发展对传统滤波器设计提出了更高的要求,稀疏有限脉冲响应(FIR)滤波器具有低计算复杂度与低实现成本的特点,但常规凸松弛近似设计方法会产生额外的逼近误差,稀疏性也不理想,并且求解过程复杂。针对FIR滤波器在设计中由于乘法器个数多而导致实现成本高的问题,该文提出了一种基于加权最小二乘准则的稀疏FIR滤波器设计方法。首先,根据不同范数性质对初始稀疏表示的L0范数进行替换,即对目标函数进行改进,从而在保持稀疏性的基础上,解决非凸函数难以直接求解的问题;然后,将目标问题转化为2个凸子问题差的形式,根据迭代规则构造形式更为简单的子问题,采用交替求解方法求解子问题,以进一步提高求解效率并降低求解复杂度;最后,在确定0系数的位置后,通过求解一个加权最小二乘问题来进一步减小近似误差。仿真实验结果显示:与已有的稀疏滤波器求解方法相比,所提方法能够提高FIR滤波器的系数稀疏性,降低乘法器个数,并且在稀疏性增强的情况下获得较为折中的均方根误差与最大误差,同时计算机求解时间更少,求解效率更高。

主 题 词：滤波器 设计方法 有限脉冲响应 加权最小二乘 

学科分类：080902[080902] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 

核心收录：

D　O　I：10.12141/j.issn.1000-565X.230574

馆 藏 号：203157011...