[发明专利]一种实现并行转置FIR滤波器的方法及装置

权利要求书

1.一种实现并行转置FIR滤波器的方法，其特征在于，该方法包括：

基于FIR滤波器的工作方式，将FIR滤波器的输入序列切分成不重叠的输入块序列，得到块式转置FIR滤波器；

根据FIR滤波器系数的位数，将所述FIR滤波器系数进行二值化处理，得到二值化处理结果；根据所述二值化处理结果，并结合所述输入块序列，得到基于BCSM的乘法模块；

将所述基于BCSM的乘法模块引入至所述块式转置FIR滤波器中，使乘法运算变换成若干个并行的基于BCSM的乘法模块，从而得到并行转置FIR滤波器。

2.根据权利要求1所述的一种实现并行转置FIR滤波器的方法，其特征在于，所述的基于FIR滤波器的工作方式，将FIR滤波器的输入序列切分成不重叠的输入块序列，得到块式转置FIR滤波器，包括：

构建N阶FIR滤波器的输出式，并将所述FIR滤波器的输出式作z域转置变换，得到z域转置变换后的FIR滤波器输出递归关系式；

将所述FIR滤波器的输入数据矩阵切分成不重叠的输入块向量，并将所述输入块向量进行组合，得到新的输入数据矩阵；

同时，将所述FIR滤波器系数进行块拆分，得到多个矩阵组合形式的滤波系数矩阵；

以所述新的输入数据矩阵和所述滤波系数矩阵的乘积，重新表示FIR滤波器输出；

根据重新表示后的FIR滤波器输出及FIR滤波器输出递归关系式，得到z域的块式转置FIR滤波器。

3.根据权利要求2所述的一种实现并行转置FIR滤波器的方法，其特征在于，z域的块式转置FIR滤波器的表达式为：

Y(z)＝S(z)[z^-1(...(z^-1(z^-1c_M-1+c_M-2+c_M-3)+...)+c₁)+c₀]

其中，S(z)为S_k-m的z域表示，S_k-m为新的输入数据矩阵；Y(z)为y_k的z域表示，y_k为重新表示后的FIR滤波器输出；z^-1为转置结构中的延时单元；c_m为滤波系数矩阵块，m的取值为[0,M-1]。

4.根据权利要求2所述的一种实现并行转置FIR滤波器的方法，其特征在于，所述新的输入数据矩阵S_k-m的表达式为：

其中，为块输入向量，m取值为[0,M-1]，k的取值为[0,N/L]，L为FIR滤波器的块大小；N为FIR滤波器的阶数；M为FIR滤波器切分后的块数；

重新表示后的FIR滤波器输出y_k的表达式为：

其中，为新的输入数据矩阵S_k-m与滤波系数矩阵块c_m的乘积。

5.根据权利要求2所述的一种实现并行转置FIR滤波器的方法，其特征在于，所述的根据FIR滤波器系数的位数，将所述FIR滤波器系数进行二值化处理，得到二值化处理结果；根据所述二值化处理结果，并结合所述输入块序列，得到基于BCSM的乘法模块，包括：

引入二进制常数移位法，将所述新的输入数据矩阵和所述滤波系数矩阵的乘积替换成移位和加法运算；

根据FIR滤波器系数的位数，将所述FIR滤波器系数进行二值化处理，得到二值化处理结果；

根据所述二值化处理结果，将输入块向量转换成移位和加法运算的组合结果；

基于所述组合结果，根据第i个FIR滤波器系数的二进制乘法输出式，从中提取出二进制公共子表达式；根据所述公共子表达式，将常用项封装成多路复用模块；

将FIR滤波器系数的最高位作为多路复用模块的选择线，确定输出是否需要补全；并将多路复用模块的输出结果继续进行移位和求和运算，得到基于BCSM的乘法模块。