[发明专利]基于滤波器组的多载波调制系统原型滤波器优化设计方法

摘要

本发明公开一种基于滤波器组的多载波调制系统原型滤波器优化设计方法，其为了能够实现FBMC系统快速设计并且使阻带衰减与ISI/ICI间更好的平衡，将此问题的归结成无约束的优化问题，其目标函数是ISI/ICI、PF系数向量的模和阻带能量的加权和。通过解析目标函数的梯度向量和修正其Hessian矩阵，用修正牛顿法迭代优化PF。利用修正牛顿的方法进行逐步优化目标，同时全面考虑FBMC系统的各项性能，使ISI/ICI对FBMC系统影响减小。本发明为降低设计的复杂度和更好的平衡ISI/ICI与滤波器阻带衰减，实现信号的准确传递提供了简单高效的解决方案。

主权项

1.基于滤波器组的多载波调制系统原型滤波器优化设计方法，其特征是，包括如下步骤：步骤1，初始化原型滤波器，即给定滤波器的个数N和重叠系数Q，根据频率采样方法设计长度为L＝QN‑1的原型滤波器的初始系数向量h0，h0＝[h0(0),h0(1),...,h0(L‑1)]T；其中Q和N均为正整数；步骤2，通过建立基于滤波器组的多载波调制系统的信号传递模型，求得基于滤波器组的多载波调制系统在时域上信号间干扰及信道间干扰的计算公式；基于时域上的信号间干扰及信道间干扰的计算公式，根据基于滤波器组的多载波调制系统设计的性能指标，将原型滤波器的设计问题归结为一个无约束的优化问题；步骤3，以信号间干扰及信道间干扰、原型滤波器的模和阻带能量的加权和为目标函数，并通过修正牛顿的方法求解步骤2的优化问题，求解得到目标函数的梯度向量g和修正的海森矩阵H；步骤4，根据原型滤波器的初始系数向量h0，以及得到目标函数的梯度向量g和修正的海森矩阵H，求解得到优化的滤波器系数向量h；h＝h0‑H‑1g式中，h是原型滤波器的系数向量，h0是原型滤波器的初始系数向量，g为目标函数的梯度向量，H为修正的海森矩阵；步骤5，判断||h‑h0||2≤δ是否成立；如果成立，则终止迭代，本次迭代所得的h就是所求的原型滤波器的系数向量；如果不成立，则令h0＝h，即将初始系数向量h0更新为h，并重复步骤4，直至满足||h‑h0||2≤δ成立为止；其中δ为给定的正数。