CN113919187B - 滤波器的仿真参数确定方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

滤波器的仿真参数确定方法、装置、电子设备及存储介质 Download PDF

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CN113919187B CN202111520062.1A CN202111520062A CN113919187B CN 113919187 B CN113919187 B CN 113919187B CN 202111520062 A CN202111520062 A CN 202111520062A CN 113919187 B CN113919187 B CN 113919187B
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Abstract

本发明涉及通信技术领域，提供一种滤波器的仿真参数确定方法、装置、电子设备及存储介质。通过获得待模拟信道的群时延即目标群时延；然后根据该目标群时延，得到第一滤波器的频响函数，该第一滤波器表示模拟目标群时延的IIR型滤波器；再根据该第一滤波器的频响函数，得到第二滤波器的仿真参数，该第二滤波器表示模拟目标群时延的FIR型滤波器。基于IIR型滤波器的频响函数获得FIR型滤波器的仿真参数，从而克服了IIR型滤波器的无法并行运算、占用大量资源的问题，并且提高了信道群时延模拟的准确性。

Description

滤波器的仿真参数确定方法、装置、电子设备及存储介质
技术领域
本发明涉及通信技术领域，具体而言，涉及一种滤波器的仿真参数确定方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
在通信系统的高速数据传输的过程中，信道的群时延会影响数据的传输，使得数据失真。现有技术中，通常采用IIR型滤波器来模拟群时延， IIR滤波器有多种结构，常用的有直接1型、直接2型以及级联型，但是无论是何种结构都需要反馈缓存，不适合用于处理高速数据。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种滤波器的仿真参数确定方法、装置、电子设备及存储介质。
为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：
第一方面，本发明提供一种滤波器的仿真参数确定方法，所述方法包括：
获得目标群时延；所述目标群时延表示待模拟信道的群时延；
根据所述目标群时延，得到第一滤波器的频响函数；所述第一滤波器表示模拟所述目标群时延的IIR型滤波器；
根据所述第一滤波器的频响函数，获得第二滤波器的仿真参数；所述第二滤波器表示模拟所述目标群时延的FIR型滤波器。
在可选的实施方式中，所述根据所述目标群时延，得到第一滤波器的频响函数的步骤，包括：
根据所述目标群时延的类型和所述第二滤波器的预设阶数，得到所述第一滤波器的阶数；
根据所述目标群时延的类型和所述目标群时延的相对时延参数，确定所述目标群时延的群时延函数；所述相对时延参数小于所述第二滤波器的预设阶数；
根据所述第一滤波器的阶数和所述群时延函数，得到第一滤波器的频响函数。
在可选的实施方式中，所述根据所述目标群时延的类型和所述第二滤波器的预设阶数，得到所述第一滤波器的阶数的步骤，包括：
若所述目标群时延的类型为直线型，则根据第一预设关系和所述第二滤波器的预设阶数，计算所述第一滤波器的阶数；
若所述目标群时延的类型为抛物线型，则根据第二预设关系和所述第二滤波器的预设阶数，计算所述第一滤波器的阶数。
在可选的实施方式中，所述第一预设关系为：
Figure F_211208161051184_184950002
；
其中，
Figure F_211208161051247_247453003
表示第一滤波器的阶数；
Figure F_211208161051327_327984004
表示第二滤波器的预设阶数；K表示正整数。
在可选的实施方式中，所述第二预设关系为：
Figure F_211208161051407_407061005
；
其中，
Figure F_211208161051484_484745006
表示第一滤波器的阶数；
Figure F_211208161051564_564383007
表示第二滤波器的预设阶数；
Figure F_211208161051626_626865008
表示向下取整数；K表示正整数。
在可选的实施方式中，所述根据所述第一滤波器的频响函数，获得第二滤波器的仿真参数的步骤，包括：
根据所述第一滤波器的频响函数和所述第二滤波器的预设阶数进行频率抽样，获得所述第二滤波器的频响函数；
根据所述第二滤波器的频响函数，获得所述第二滤波器的冲击响应函数；
将所述第二滤波器的冲击响应函数作为所述第二滤波器的仿真参数。
第二方面，本发明提供一种滤波器的仿真参数确定装置，所述装置包括：
获取模块，用于获得目标群时延；所述目标群时延表示待模拟信道的群时延；
计算模块，用于根据所述目标群时延，得到第一滤波器的频响函数；所述第一滤波器表示模拟所述目标群时延的IIR型滤波器；
确定模块，用于根据所述第一滤波器的频响函数，获得第二滤波器的仿真参数；所述第二滤波器表示模拟所述目标群时延的FIR型滤波器。
在可选的实施方式中，所述计算模块具体用于:
根据所述目标群时延的类型和所述第二滤波器的预设阶数，得到所述第一滤波器的阶数；
根据所述目标群时延的类型和所述目标群时延的相对时延参数，确定所述目标群时延的群时延函数；所述相对时延参数小于所述第二滤波器的预设阶数；
根据所述第一滤波器的阶数和所述群时延函数，得到第一滤波器的频响函数。
第三方面，本发明提供一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现前述实施方式中任一项所述的方法。
第四方面，本发明提供一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，实现前述实施方式中任一项所述的方法。
本发明实施例提供的滤波器的仿真参数确定方法、装置、电子设备及存储介质，通过获得待模拟信道的群时延即目标群时延；然后根据该目标群时延，得到第一滤波器的频响函数，该第一滤波器表示模拟目标群时延的IIR型滤波器；再根据该第一滤波器的频响函数，得到第二滤波器的仿真参数，该第二滤波器表示目标群时延的FIR型滤波器。基于IIR型滤波器的频响函数获得FIR型滤波器的仿真参数，从而克服了IIR型滤波器的无法并行运算、占用大量资源的问题，并且提高了信道群时延模拟的准确性。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1示出了现有技术的FIR型滤波器模拟群时延的一个示例图；
图2示出了现有技术的FIR型滤波器模拟群时延的又一个示例图；
图3示出了现有技术的FIR型滤波器模拟群时延的又一个示例图；
图4示出了本发明实施例提供的电子设备方框示意图；
图5示出了本发明实施例提供的滤波器的仿真参数确定方法的一种流程示意图；
图6示出了本发明实施例提供的滤波器的仿真参数确定方法的一种流程示意图；
图7示出了本发明实施例提供的滤波器的仿真参数确定方法的一种流程示意图；
图8示出了本发明实施例提供的滤波器的仿真参数确定方法的一种流程示意图；
图9示出了本发明实施例提供的滤波器的仿真参数确定方法的一个示例图；
图10示出了本发明实施例提供的滤波器的仿真参数确定方法的又一个示例图；
图11示出了本发明实施例提供的滤波器的仿真参数确定方法的又一个示例图；
图12示出了本发明实施例提供的滤波器的仿真参数确定方法的又一个示例图；
图13示出了本发明实施例提供的滤波器的仿真参数确定方法的又一个示例图；
图14示出了本发明实施例提供的滤波器的仿真参数确定装置的一种功能模块图。
图标：100-电子设备；110-总线；120-处理器；130-存储器；150-I/O模块；170-通信接口；300-滤波器的仿真参数确定装置；310-获取模块；330-计算模块；350-确定模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
在通信系统的高速数据传输的过程中，信道的群时延会影响数据的传输，使得数据失真。现有技术中，通常采用IIR型滤波器来模拟群时延， IIR滤波器有多种结构，常用的有直接1型、直接2型以及级联型，但是无论是何种结构都需要反馈缓存，其不利于并行实现，当处理高速数据时，IIR型滤波器需要消耗大量的硬件资源，因此IIR型滤波器不适合在处理高速数据的时候使用。
虽然，也有采用FIR型滤波器来模拟群时延的方式，但是其存在相位不连续和畸变的现象。为了便于理解，下面将对该现象进行简单的说明。
通常构造非线性相位的FIR滤波器是采用频率抽样法，即对于N阶的FIR滤波器，根据设定的群时延函数
Figure F_211208161051704_704969009
，得到其目标频响函数为
Figure F_211208161051784_784616010
，其中相频响应满足
Figure F_211208161051878_878391011
，由于是全通滤波器，则有
Figure F_211208161051974_974521012
，进行N点的频率抽样，则有
Figure F_211208161052067_067762013
，然后根据离散傅里叶逆变换，则可以得到
Figure F_211208161052147_147348014
。为了使
Figure F_211208161052241_241108015
为实数，
Figure F_211208161052320_320163016
需要满足以下条件：
Figure F_211208161052398_398819017
，其中*表示共轭运算，
Figure F_211208161052631_631933018
，因此，若N为偶数，则有
Figure F_211208161053082_082955019
为实数。
根据上述介绍的实现方式可知，采用频率抽样法来设计FIR滤波器，需要满足条件：
Figure F_211208161053338_338812020
。以设定的群时延为直线型，相对时延参数的最大值为1，即群时延函数
Figure F_211208161053490_490655021
为例。相频响应为
Figure F_211208161053661_661163022
，取
Figure F_211208161054118_118136023
，则当
Figure F_211208161054275_275271024
时，
Figure F_211208161054407_407155025
，此时
Figure F_211208161054557_557546026
不满足条件
Figure F_211208161054716_716685027
。如果强行给
Figure F_211208161054843_843034028
赋予实数值，则会出现相位不连续和畸变的现象，如图1和图2所示。
信号通过模拟群时延的FIR型滤波器后，得到滤波后的信号，对该滤波后的信号的频率进行归一化后，可以得到如图1所示的归一化频率与相位幅度的关系，以及如图2所示的归一化频率与群延迟的关系。如图1所示，在归一化频率为0.4和0.6之间，出现了相位不连续的现象。
如图2所示，群时延函出现了畸变现象。基于设定的群时延为直线型，则归一化频率与群时延应该成线性关系，而相对时延参数的最大值为1，则归一化频率中的最大时延与最小时延的相对差值应该为1。显然图2中所示的关系不满足设定的群时延，其产生了畸变。
以原信号为固定频率
Figure F_211208161054987_987139029
的余弦信号
Figure F_211208161055283_283239030
，设频率
Figure F_211208161055477_477635031
与采样频率之比0.01，即
Figure F_211208161055762_762773032
，该原信号通过模拟群时延的FIR型滤波器后，得到滤波后的信号。如图3所示，该图表示原信号和滤波后的信号的对比。滤波后的信号的延时应该为固定时间，但是由于没有根据合适的仿真参数设计FIR型滤波器，导致滤波后的信号产生了畸变。
进而，为了解决IIR型滤波器难以处理高速率数据，和FIR型滤波会产生相位不连续及畸变现象的问题。本发明实施例提供了一种滤波器的仿真参数确定方法，通过群时延和IIR型滤波器，获得IIR型滤波器的频响函数，在基于该频响函数确定FIR型滤波器的仿真参数，以实现采用FIR型滤波器模拟群时延。
请参照图4，是本发明实施例提供的一种电子设备100的方框示意图。电子设备100包括总线110、处理器120、存储器130、I/O模块150、通信接口170。
总线110可以是将上述元件相互连接并在上述元件之间传递通信(例如控制消息)的电路。
处理器120可以通过总线110从上述其它元件(例如存储器130、I/O模块150、通信接口170等)接收命令，可以解释接收到的命令，并可以根据所解释的命令来执行计算或数据处理。
处理器120可能是一种集成电路芯片，具有信号处理能力。该处理器120可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(NetworkProcessor，NP)等；还可以是数字信号处理器（DSP)、专用集成电路（ASIC）、现成可编程门阵列（FPGA）或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
存储器130可以存储从处理器120或其它元件(例如I/O模块150、通信接口170等)接收的命令或数据或者由处理器120或其它元件产生的命令或数据。
存储器130可以是但不限于，随机存取存储器（Random Access Memory，RAM），只读存储器（Read Only Memory，ROM），可编程只读存储器（Programmable Read-Only Memory，PROM），可擦除只读存储器（Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM），电可擦除只读存储器（Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM）等。
I/O模块150可以接收经由输入-输出手段(例如，传感器、键盘、触摸屏等)从用户输入的命令或数据，并可以通过总线110向处理器120或存储器130传送接收到的命令或数据。并且用于显示从上述元件接收、存储、处理的各种信息(例如多媒体数据、文本数据)，可以向用户显示视频、图像、数据等。
通信接口170可用于与其他节点设备进行信令或数据的通信。
可以理解的是，图4所示的结构仅为电子设备100的结构示意图，电子设备100还可包括比图4中所示更多或者更少的组件，或者具有与图4所示不同的配置。图4中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。
本发明实施例提供的电子设备可以是智能手机、个人计算机、平板电脑、可穿戴设备、超级移动个人计算机(ultra-mobilepersonalcomputer，UMPC)、上网本、个人数字助理(personaldigitalassistant，PDA)等。本发明实施例对此不作任何限制。
可以理解的是，电子设备100中预先存储有仿真应用程序，可以通过该仿真应用程序，实现本发明实施例提供的滤波器的仿真参数确定方法。
下面将以上述的电子设备100作为执行主体，执行本发明实施例提供的各个方法中的各个步骤，并实现对应技术效果。
请参阅图5，图5是本发明实施例提供的一种滤波器的仿真参数确定方法的流程示意图。
步骤S202，获得目标群时延；
其中，目标群时延表示待模拟信道的群时延。
可选地，可以根据卫星通信中信道的特征，确定出待模拟的信道的群时延即获得目标群时延。可以采用多个参数来表示群时延，如类型、相对时延参数和群时延函数，可以根据获得的多个参数，得的目标群时延。
步骤S204，根据目标群时延，得到第一滤波器的频响函数；
其中，第一滤波器表示模拟目标群时延的IIR型滤波器。
可以理解的是，各频率的信号分量在通过滤波器后，幅值和相位会受到滤波器的影响，该影响可以用滤波器的频响函数表示，即：
Figure F_211208161055920_920458033
；
其中，
Figure F_211208161056062_062344034
表示频响函数；
Figure F_211208161056175_175722035
表示幅频特性，即频率分量通过滤波器后幅度的变化情况；
Figure F_211208161056442_442872036
表示相频特征，即频率分量通过滤波器后相位的变化情况，该相位的变化情况可以理解为在时间上的延迟情况。
群时延可以采用全通滤波器来模拟，对于全通滤波器，其不改变信号的幅频特性，即
Figure F_211208161056545_545367037
。
可选地，根据目标群时延，可以设定IIR型滤波器的阶数N，然后根据该目标群时延和阶数N，基于N阶全通滤波器的频响函数的形式，得的模拟目标群时延的IIR型滤波器的频响函数。
可选地，N阶的全通滤波器的频响函数的形式可以表示为：
Figure F_211208161056701_701602038
其中，
Figure F_211208161056962_962366039
表示频响函数；
Figure F_211208161057056_056577040
表示分子多项式；
Figure F_211208161057169_169817041
表示分母多项式；
Figure F_211208161057279_279208042
，
Figure F_211208161057505_505360043
，
Figure F_211208161057622_622498044
表示归一化频率。
步骤S206，根据第一滤波器的频响函数，获得第二滤波器的仿真参数；
其中，第二滤波器表示模拟目标群时延的FIR型滤波器。
可选地，IIR型滤波器的频响函数
Figure F_211208161057796_796813045
中
Figure F_211208161058167_167888046
，且全通滤波器的幅频特性
Figure F_211208161058277_277723047
，则基于IIR滤波器的频响函数，可以得到表征目标群时延的相频响应
Figure F_211208161058389_389648048
，从而可以基于IIR滤波器的频响函数，获得FIR型滤波器的仿真参数。
可见基于上述步骤，通过先获得待模拟信道的群时延即目标群时延；然后根据该目标群时延，得到第一滤波器的频响函数，该第一滤波器表示模拟目标群时延的IIR型滤波器；最后根据该第一滤波器的频响函数，得到第二滤波器的仿真参数，该第二滤波器表示目标群时延的FIR型滤波器。从而基于IIR型滤波器的频响函数获得准确的相频响应，并根据该相频响应获得模拟群时延的FIR型滤波器的仿真参数，克服了IIR型滤波器的无法并行运算、占用大量资源的问题，并且提高了信道群时延模拟的准确性。
针对上述步骤S206，本发明实施例提供了一种可能的实现方式，请参阅图6，其中步骤S206包括以下步骤：
步骤S206-1，根据第一滤波器的频响函数和第二滤波器的预设阶数进行频率抽样，获得第二滤波器的频响函数；
可选地，可以采用频率抽样法，根据IIR型滤波器的频响函数，和FIR型滤波器的预设阶数，得到FIR型滤波器的频响函数。该预设阶数可以理解为采样点数。
例如，
Figure F_211208161058556_556850049
表示IIR型滤波器的频响函数，根据预设阶数
Figure F_211208161058712_712835050
对
Figure F_211208161058839_839792051
进行频率抽样，可以得到FIR型滤波器的频响函数
Figure F_211208161058953_953068052
。
步骤S206-3，根据第二滤波器的频响函数，获得第二滤波器的冲击响应函数；
步骤S206-5，将第二滤波器的冲击响应函数作为第二滤波器的仿真参数。
可选地，获得FIR型滤波器的频响函数后，可以根据离散傅里叶逆变换,得到FIR型滤波器的冲击响应函数，即
Figure F_211208161059174_174352053
，
Figure F_211208161059316_316283054
,将该冲击响应函数作为FIR型滤波器的仿真参数。
根据该冲击响应函数可以得到FIR型滤波器在时域上的系数，根据该系数可以设计出模拟目标群时延的FIR型滤波器。
可见通过上述步骤，根据IIR型滤波器的频响函数和FIR型滤波器的预设阶数，采用频率抽样法，可以得到FIR型滤波器的频响函数，进而得的FIR型滤波器的冲击响应函数。基于IIR型滤波器的频响函数中包含的相频响应，可以不需要直接设计相频响应函数来得到FIR滤波器，从而避免了FIR型滤波器出现相位不连续和群延时畸变的现象。
可以理解的是，计算IIR型滤波器的频响函数，需要获得群时延函数和IIR型滤波器的阶数。进而本发明实施例提供了一种可能的实现方式，请参图7，其中步骤204包括以下步骤：
步骤204-1，根据目标群时延的类型和第二滤波器的预设阶数，得到第一滤波器的阶数；
可理解的是，可以基于待模拟信道的特征，对信道的群时延进行分类，即划分群时延的类型。群时延可以理解为归一化频率与延时的关系，那么群时延的类型可以理解为归一化频率与延时的关系的类型。群延时的类型会影响IIR型滤波器的频响函数，即对IIR型滤波器的阶数会有影响。
IIR型滤波器为无限冲击响应型滤波器，FIR型滤波器的频响函数与IIR型滤波器的频响函数有关，且滤波器的频响函数与该滤波器的阶数有关，则可以设定FIR滤波器的阶数，来确定IIR型滤波器的阶数。
可选地，可以根据目标群时延的类型和FIR型滤波器的预设阶数，确定出IIR滤波器的阶数。
步骤204-3，根据目标群时延的类型和目标群时延的相对时延参数，确定目标群时延的群时延函数；
其中，相对时延参数小于第二滤波器的预设阶数；
该相对时延参数可以理解为最大相对时延参数，即各归一化频率中最大时延和最小时延的相对差值。可以理解的是，滤波器的阶数应该大于最大相对时延参数。
可选地，可以根据目标群时延的类型，得到该类型对应的函数。根据该函数和相对时延参数，得到目标群时延的群时延函数。
步骤204-5，根据第一滤波器的阶数和群时延函数，得到第一滤波器的频响函数。
可选地，根据IIR型滤波器的阶数和群时延函数，以及预设的变换阶数，可以得到IIR型的频响函数。该预设的变换阶数可以理解为离散傅里叶变换的阶数。
例如，IIR型滤波器的阶数为
Figure F_211208161059472_472652055
，群时延函数为
Figure F_211208161059633_633328056
，变换阶数为M，基于上述实施例中给出全通滤波器的频响函数的形式为：
Figure F_211208161059791_791504057
根据
Figure F_211208161059936_936459058
，设分母多项式
Figure F_211208161100141_141577059
的相频函数为
Figure F_211208161100299_299672060
，则分子多项式
Figure F_211208161100434_434963061
即
Figure F_211208161100553_553615062
的相频函数为
Figure F_211208161100753_753825063
，IIR型滤波器的相频函数为
Figure F_211208161100953_953769064
。
Figure F_211208161101139_139983065
的群时延函数为
Figure F_211208161101247_247527066
，则IIR型滤波器的群时延函数可以表示为
Figure F_211208161101449_449709067
，则分母多项式
Figure F_211208161101642_642036068
的群时延函数可以表示为
Figure F_211208161101789_789984069
。
设
Figure F_211208161101935_935207070
，则其复倒谱为：
Figure F_211208161102140_140189071
，由于
Figure F_211208161102296_296365072
为最小的相位系统，即零极点全在单位圆内，最小相位系统的复倒谱是因果序列，则有
Figure F_211208161102425_425681073
。
然后将两者的虚部和实部对应起来，则有：
Figure F_211208161102647_647857074
，
得到
Figure F_211208161102817_817286075
的群时延函数可以表示为
Figure F_211208161102960_960032076
。
基于预设的变换阶数M，将
Figure F_211208161103157_157610077
变成离散形式，即令
Figure F_211208161103372_372998078
，其中
Figure F_211208161103610_610275079
，由上述
Figure F_211208161103827_827306080
的群时延函数的表达式可知，
Figure F_211208161103962_962443081
进行离散傅里叶逆变换后，其也为实数，则
Figure F_211208161104115_115672082
关于
Figure F_211208161104242_242121083
共轭对称，则有：
Figure F_211208161104458_458443084
，
对
Figure F_211208161104620_620737085
进行离散傅里叶逆变换，根据
Figure F_211208161104782_782049086
，计算出
Figure F_211208161105145_145531087
的取值，在根据复倒谱相关理论，根据公式
Figure F_211208161105302_302954088
，其中
Figure F_211208161105451_451881089
，计算出
Figure F_211208161105583_583491090
的参数，即IIR型滤波器的频响函数
Figure F_211208161105740_740201091
的系数
Figure F_211208161105886_886837092
，获得用于模拟目标群延时的IIR型滤波器的频响函数。
基于上述步骤，可以理解为，本发明实施例提供的方法是基于目标群时延，计算出模拟该目标群时延的IIR型滤波器的频响函数，由于该频响函数中包含了满足目标群时延的相频函数，则可以基于该IIR型滤波器的频响函数，得到FIR型滤波器的频响函数，进而获得模拟目标群时延的FIR型滤波器。
根据卫星通信中信道的群延时，可以得的两种类型的群时延，即直线型和抛物线型。直线型可以理解为群时延曲线为直线，即归一化频率与时延为一次函数关系；抛物线型可以理解为群延时曲线为抛物线，即归一化频率与时延为二次函数关系。
可选地，对于直线型，其对应的群时延函数可以表示为
Figure F_211208161106045_045876093
，其中
Figure F_211208161106170_170351094
表示最大相对时延参数。对于抛物线型，其对应的群时延函数可以表示为
Figure F_211208161106476_476987095
，其中
Figure F_211208161106669_669553096
表示最大相对时延参数。
基于这两种群时延的类型，针对上述步骤S204-1，本发明实施例提供了一种可能的实现方式。请参阅图8，其中步骤S204-1可以包括以下步骤：
可以理解的是，对于IIR型滤波器，其没有最大相对时延参数的限制，而对于FIR型滤波器，其阶数应该大于最大相对时延参数，则基于设定的FIR型滤波器，可以得到合适的IIR型滤波器的阶数，以使得到最优的模拟效果。可以预先基于仿真试验，得到基于群时延的类型，得到该类型的FIR型滤波器的阶数与IIR型滤波器的阶数的关系。
步骤S204-1-2，若目标群时延的类型为直线型，则根据第一预设关系和第二滤波器的预设阶数，计算第一滤波器的阶数；
可选地，第一预设关系即为类型为直线型的群时延，FIR型滤波器的阶数与IIR型滤波器的阶数的关系。
根据获得的目标群时延的类型，若该类型为直线型，则根据第一预设关系和FIR滤波器的预设阶数，得到IIR型滤波器的阶数。
步骤S204-1-4，若目标群时延的类型为抛物线型，则根据第二预设关系和第二滤波器的预设阶数，计算第一滤波器的阶数；
可选地，第二预设关系即为类型为抛物线型的群时延，FIR型滤波器的阶数与IIR型滤波器的阶数的关系。
根据获得的目标群时延的类型，若该类型为抛物线型，则根据第二预设关系和FIR滤波器的预设阶数，得到IIR型滤波器的阶数。
基于这两种类型，本发明实施例提供了这两种类型各自对应的FIR型滤波器的阶数与IIR型滤波器的阶数的关系。
对于直线型， FIR型滤波器的阶数与IIR型滤波器的阶数的关系即第一预设关系可以表示为：
Figure F_211208161106819_819270097
；其中，
Figure F_211208161106963_963781098
表示第一滤波器的阶数；
Figure F_211208161107089_089267099
表示第二滤波器的预设阶数；K表示正整数。
对于抛物线型，FIR型滤波器的阶数与IIR型滤波器的阶数的关系即第二预设关系可以表示为：
Figure F_211208161107206_206933100
；其中，
Figure F_211208161107381_381290101
表示第一滤波器的阶数；
Figure F_211208161107578_578016102
表示第二滤波器的预设阶数；
Figure F_211208161107704_704504103
表示向下取整数；K表示正整数。
Figure F_211208161107850_850530104
表示取小于A的最大整数。
为了便于更好的理解本发明，下面将对上述给出的第一预设关系和第二预设关系进行说明。
对于直线型，当输入的最大相对时延参数
Figure F_211208161107995_995987105
时，所有对应的FIR型滤波器的群时延曲线在归一化频率
Figure F_211208161108109_109692106
时交汇为一点，该点的群时延采样间隔值为
Figure F_211208161108265_265727107
，其中，mod表示求余。即该点坐标为（0.5,s）。所有直线型的群延时曲线关于交汇点对称，由于最大相对时延参数不能超过
Figure F_211208161108425_425451108
即FIR型滤波器的阶数，则选取
Figure F_211208161108544_544365109
时为最佳交汇点。
为了满足最佳交汇点的选取，IIR型滤波器的阶数需要满足
Figure F_211208161108735_735730110
，K为正整数。
例如，当
Figure F_211208161108875_875416111
时，取
Figure F_211208161108988_988683112
，则
Figure F_211208161109080_080539113
的群时延曲线如图9所示，其中交汇点为（0.5,28），并且最大相对时延参数越大，FIR型滤波器的群时延曲线波动越强。所有曲线相交于点（0.5,28）且关于该点对称。
对于抛物线型，当输入的最大相对时延参数
Figure F_211208161109286_286256114
时，所有对应的FIR型滤波器的群时延曲线的交汇点为（0.58,s），由于抛物线不关于该交汇点对称，最佳s的取值可以通过仿真实验获得。
IIR型滤波器的阶数取值为
Figure F_211208161109482_482469115
时为最佳交互点，其中，
Figure F_211208161109609_609794116
表示向下取整数；K表示正整数。
例如，当
Figure F_211208161109742_742577117
时，取
Figure F_211208161109935_935979118
，则
Figure F_211208161110063_063894119
的群时延曲线如图10所示，其中交汇点为（0.58,18）。
可见，本发明实施例提供的方法是根据目标群时延的类型，获得其对应的预设关系即FIR型滤波器的阶数与IIR型滤波器的阶数的关系；基于FIR型滤波器的预设阶数和对应的预设关系，可以得到IIR型滤波器的阶数。该预设关系可以理解为，基于预设阶数的FIR型滤波器模拟IIR型滤波器，使模拟的效果最佳，获得的模拟效果最佳时对应的IIR型滤波器的阶数，在基于该IIR型滤波器的阶数得到满足目标群时延的准确的频响函数。从而使得模拟IIR型滤波器的FIR型滤波器具有误差最小的群时延函数，提升了FIR型滤波器的性能。
为了进一步理解本发明，下面将以目标群时延的类型为直线型，最大相对时延参数为1，即目标群时延的群时延函数为
Figure F_211208161110188_188235120
为例进行说明。
根据该目标群时延的类型为直线型，则根据FIR型滤波器的预设阶数
Figure F_211208161110372_372965121
为56和第一预设关系
Figure F_211208161110531_531467122
，得到IIR型滤波器的阶数
Figure F_211208161110768_768790123
；然后根据目标群时延的群时延函数
Figure F_211208161111034_034387124
和IIR型滤波器的阶数
Figure F_211208161111228_228207125
，得到IIR型滤波器的频响函数
Figure F_211208161111404_404294126
。
基于IIR型滤波器的频响函数，图11和图12分别示出了通过该IIR型滤波器后得到的信号，该信号的归一化频率与相位幅度的关系，以及该信号的归一化频率与群延迟的关系。根据图11和图12可以看出，IIR型滤波器能够很好的模拟目标群时延，其频响函数中包含了合适且相位连续的相频响应
Figure F_211208161111596_596577127
，再基于
Figure F_211208161111810_810949128
得频响函数
Figure F_211208161111993_993662129
，将该频响函数设置为FIR型滤波器的频响函数，则可以得到能够很好模拟目标群时延的FIR型滤波器。
然后根据IIR型滤波器的频响函数
Figure F_211208161112170_170445130
和FIR型滤波器的预设阶数
Figure F_211208161112592_592689131
，得到FIR型滤波器的频响函数
Figure F_211208161112717_717818132
；最后根据FIR型滤波器的频响函数
Figure F_211208161112868_868499133
，得到FIR型滤波器的冲击响应函数
Figure F_211208161112985_985304134
。基于该冲击响应函数，可以设计出用于模拟目标群时延的FIR型滤波器。
基于得到的模拟目标群时延的FIR型滤波器。以原信号为固定频率
Figure F_211208161113094_094629135
的余弦信号
Figure F_211208161113454_454618136
，设频率
Figure F_211208161113569_569464137
与采样频率之比0.01，即
Figure F_211208161113679_679207138
。该原信号通过该FIR型滤波器，得到滤波后的信号。
请参阅图13，其表示原信号与滤波后的信号的对比。其中，原信号在n=1时取值为1，而滤波后的信号在n=23和n=24时的取值为0.9995，即单频信号的时延与如图12所示的群延时曲线保持一致，且该滤波后的信号并未产生畸变。
为了执行上述实施例及各个可能的方式中的相应步骤，下面给出一种滤波器的仿真参数确定装置的实现方式。请参阅图14，图14为本发明实施例提供的一种滤波器的仿真参数确定装置300的功能模块图。需要说明的是，本实施例所提供的滤波器的仿真参数确定装置300，其基本原理及产生的技术效果和上述实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考上述的实施例中相应内容。该滤波器的仿真参数确定装置300包括：
获取模块310，用于获得目标群时延；目标群时延表示待模拟信道的群时延；
计算模块330，用于根据目标群时延，得到第一滤波器的频响函数；第一滤波器表示模拟目标群时延的IIR型滤波器；
确定模块350，用于根据第一滤波器的频响函数，获得第二滤波器的仿真参数；第二滤波器表示模拟目标群时延的FIR型滤波器。
可选地，计算模块330具体用于：根据目标群时延的类型和第二滤波器的预设阶数，得到第一滤波器的阶数；根据目标群时延的类型和目标群时延的相对时延参数，确定目标群时延的群时延函数；相对时延参数小于第二滤波器的预设阶数；根据第一滤波器的阶数和群时延函数，得到第一滤波器的频响函数。
可选地，计算模块330具体用于：若目标群时延的类型为直线型，则根据第一预设关系和第二滤波器的预设阶数，计算第一滤波器的阶数；若目标群时延的类型为抛物线型，则根据第二预设关系和第二滤波器的预设阶数，计算第一滤波器的阶数。
可选地，确定模块350具体用于：根据第一滤波器的频响函数和第二滤波器的预设阶数进行频率抽样，获得第二滤波器的频响函数；根据第二滤波器的频响函数，获得第二滤波器的冲击响应函数；将第二滤波器的冲击响应函数作为第二滤波器的仿真参数。
本发明实施例还提供了一种电子设备，包括处理器120和存储器130，存储器130存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时，实现上述实施例揭示的滤波器的仿真参数确定方法。
本发明实施例还提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器120执行时实现本发明实施例揭示的滤波器的仿真参数确定方法。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种滤波器的仿真参数确定方法，其特征在于，所述方法包括：
获得目标群时延；所述目标群时延表示待模拟信道的群时延；
根据所述目标群时延，得到第一滤波器的频响函数；所述第一滤波器表示模拟所述目标群时延的IIR型滤波器；
根据所述第一滤波器的频响函数，获得第二滤波器的仿真参数；所述第二滤波器表示模拟所述目标群时延的FIR型滤波器；
所述根据所述目标群时延，得到第一滤波器的频响函数的步骤，包括：
根据所述目标群时延的类型和所述第二滤波器的预设阶数，得到所述第一滤波器的阶数；
根据所述目标群时延的类型和所述目标群时延的相对时延参数，确定所述目标群时延的群时延函数；所述相对时延参数小于所述第二滤波器的预设阶数；
根据所述第一滤波器的阶数和所述群时延函数，得到第一滤波器的频响函数；
所述根据所述目标群时延的类型和所述第二滤波器的预设阶数，得到所述第一滤波器的阶数的步骤，包括：
若所述目标群时延的类型为直线型，则根据第一预设关系和所述第二滤波器的预设阶数，计算所述第一滤波器的阶数；
若所述目标群时延的类型为抛物线型，则根据第二预设关系和所述第二滤波器的预设阶数，计算所述第一滤波器的阶数；
所述第一预设关系为：
Figure F_220124134402375_375623002
；
其中，
Figure F_220124134402438_438137003
表示第一滤波器的阶数；
Figure F_220124134402518_518195004
表示第二滤波器的预设阶数；K表示正整数；
所述第二预设关系为：
Figure F_220124134402596_596342005
；
其中，
Figure F_220124134402658_658808006
表示第一滤波器的阶数；
Figure F_220124134402725_725223007
表示第二滤波器的预设阶数；
Figure F_220124134402803_803346008
表示向下取整数；K表示正整数；
所述根据所述第一滤波器的频响函数，获得第二滤波器的仿真参数的步骤，包括：
根据所述第一滤波器的频响函数和所述第二滤波器的预设阶数进行频率抽样，获得所述第二滤波器的频响函数；
根据所述第二滤波器的频响函数，获得所述第二滤波器的冲击响应函数；
将所述第二滤波器的冲击响应函数作为所述第二滤波器的仿真参数。
2.一种滤波器的仿真参数确定装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于获得目标群时延；所述目标群时延表示待模拟信道的群时延；
计算模块，用于根据所述目标群时延，得到第一滤波器的频响函数；所述第一滤波器表示模拟所述目标群时延的IIR型滤波器；
确定模块，用于根据所述第一滤波器的频响函数，获得第二滤波器的仿真参数；所述第二滤波器表示模拟所述目标群时延的FIR型滤波器；
所述计算模块具体用于: 根据所述目标群时延的类型和所述第二滤波器的预设阶数，得到所述第一滤波器的阶数；
根据所述目标群时延的类型和所述目标群时延的相对时延参数，确定所述目标群时延的群时延函数；所述相对时延参数小于所述第二滤波器的预设阶数；
根据所述第一滤波器的阶数和所述群时延函数，得到第一滤波器的频响函数；
所述计算模块具体用于: 若所述目标群时延的类型为直线型，则根据第一预设关系和所述第二滤波器的预设阶数，计算所述第一滤波器的阶数；
若所述目标群时延的类型为抛物线型，则根据第二预设关系和所述第二滤波器的预设阶数，计算所述第一滤波器的阶数；
所述第一预设关系为：
Figure F_220124134402946_946434010
；
其中，
Figure F_220124134403008_008911011
表示第一滤波器的阶数；
Figure F_220124134403087_087037012
表示第二滤波器的预设阶数；K表示正整数；
所述第二预设关系为：
Figure F_220124134403151_151482013
；
其中，
Figure F_220124134403213_213982014
表示第一滤波器的阶数；
Figure F_220124134403293_293069015
表示第二滤波器的预设阶数；
Figure F_220124134403371_371718016
表示向下取整数；K表示正整数；
所述确定模块具体用于: 根据所述第一滤波器的频响函数和所述第二滤波器的预设阶数进行频率抽样，获得所述第二滤波器的频响函数；
根据所述第二滤波器的频响函数，获得所述第二滤波器的冲击响应函数；
将所述第二滤波器的冲击响应函数作为所述第二滤波器的仿真参。
3.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现权利要求1所述的方法。
4.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，实现权利要求1所述的方法。
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Citations (4)

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