专利名称：采用遗传算法和非线性凸规划理论优化参数的滤波方法
技术领域：
本发明属于移动通信领域。具体涉及利用滤波器的移动通信无线中继放大设备领域，特别是ー种采用遗传算法和非线性凸规划理论优化參数的滤波方法。
背景技术：
随着移动通信数字技术的日益发展与普及，通信网络优化设备数字化、智能化已成为当前网络建设与优化的必然趋势。当前数字无线中继放大设备通常采用数字滤波技木，为保证带外抵制指标，通常以牺牲系统时延来实现。在移动通信GSM制式网络中，移动通信网络中多径的问题将引入一个时延色散问题，无线中继放大设备由干与基站信源小区属同扇区覆盖，其设备固有时延将增加时延色散风险，时延越大，其问题将越突出。根据GSM规范，时延差要求< 4TA，I个 TA是3. 7us,即时延差要求彡14. 8us。如图I所示。直放站覆盖区与基站由于属同扇区重叠覆盖，其重叠覆盖区用户有两条链路，一路从基站直接发射时延LI，一路是通过直放站中继放大后的链路时延L2 =直放站施主天线至基站距离时延11+直放站本身时延I+覆盖区时延12。根据GSM时延色散要求，L时延差彡14.8us，即L2-L1时延差彡14. 8us, I1+I+I2-L1时延差彡14. 8us。从图I可以看出，无线中继放大设备时延越大，重叠覆盖区距离越有限，若处理不当将直接产生时延色散，降低通话质量，増加掉话率。上述内容表明无线通信中继设备时延不允许超过14. 8us,同时通信中继设备标准要求设备具有较高的带外抑制能力，从滤波器的实现可知，这两个要求是相互制约的，抑制度好则时延大，时延小则用于计算的延时就小，滤波器用于计算的时间就短，抑制自然就差。传统FIR滤波器设计均将滤波器设定为严格线性相位，即设H(e>)=FT[h(n)]为FIR滤波器的频响特性函数。H(e>)可表示为H い'')=H .咖Η8(ω)称为幅度函数，为ω的实函数。应注意Hg( )与幅频特性函数|H(e>)的区別，|H(e>)|为ω的正实函数，而Η8(ω)可取负值。θ (ω)称为相位特性函数，当θ ( ω ) =- ω τ时，称为第一类(Α类)线性相位特性；当Θ (CO)=Qtl-CO τ时，称为第二类(B类)线性相位特性。
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β类
权利要求
1.ー种采用遗传算法和非线性凸规划理论优化參数的滤波方法，其特征在于，包括以下步骤 (I)以模拟超外差混频结构为基础，对天线接收信号进行模拟下变频，得到模拟中频信号；由采样频率为fsam的时钟控制的模数转换器ADC对模拟中频信号进行数字化处理，得到数字中频信号；然后由数字DDC进行数字下变频和数字降采样处理，得到数字基带GSM传输信号; (2 )将数字基带GSM传输信号送至数字GSM滤波器，进行选频滤波处理，输出滤波后GSM基带信号； (3)将滤波后GSM基带信号送至数字DUC进行上变频，经数模转换、模拟上变频，放大至射频，输送到发射天线； 所述步骤(2)是通过采用遗传算法和非线性凸规划理论对GSM滤波器參数进行优化设计得以实现的，具体包括以下步骤 (A)根据不同系统的设计指标要求，对滤波器性能进行分配，将滤波器性能指标具体划分为幅度响应要求、相位响应要求和时延要求；) (B)对步骤(A)中的各个要求在数字频带
T表示实际可得滤波器的參数，N表示目标滤波器的阶数，T表示向量转置；则滤波器的频域响应表示为下式H(e"'')= Y h(n)xe J"'n =1-'^ω) η=0 其对应的幅度响应为|H(eju)し 相位响应为arg (H(eJM)), 群时延响应为ゴarg(//(パ))； (D)设理想低通滤波器通带为[O，ω ]，阻带为[ω2，π]，设置代价函数離)=AOx门F(h^)-A(0「—+他￡J尺れ )-丑ズ0「ゴ斜Δ2χ]· Λ^^ ^—が ) dco Λ 0，Λ I和Λ 2为比例因子，用于调节通带、阻带和群时延的优化程度；在寻找h吋，使上述代价函数最小，以使设计滤波器的频率响应和理想滤波器的频域响应最大程度的接近； (E)根据数字计算机的计算特点，对上述连续代价函数进行离散化，具体为将频带[O, 2 Ji)均匀量化为K个样值点|x2;r，i=0, I,……，Κ-1 ； 则步骤(D)中代价函数中的各项分别离散化为 οpi“ ￡y(h, )-A(e押)I dco^>X\F(hJ/Kx2^-Hd(e} tK 2π)\ i=0
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，是以数字DUC对所述步骤(G)输出的数字基带GSM传输信号进行升采样和上变频操作，输出数字中频信号；然后以ー采样频率为fsam的时钟控制的数模转换器DAC将该数字中频信号进行模拟化处理，输出模拟中频信号；再以模拟超外差混频结构为基础，将数模转换器输出的模拟中频信号进行模拟变频放大至射频，输送到发射天线。
全文摘要
本发明涉及移动通信领域，旨在提供一种采用遗传算法和非线性凸规划理论优化参数的滤波方法。相对于传统的数字无线中继放大设备应用技术，本发明是在将数字基带GSM传输信号送至数字GSM滤波器，进行选频滤波处理，输出滤波后GSM基带信号的过程中，根据遗传算法和非线性凸规划理论，预先优化计算好滤波器参数，使用配有以上GSM新型滤波器对GSM低倍率数字基带信号进行选频滤波处理。本发明不对参数对称性，线性相位特性进行严格要求，而是以一系列代价函数将其进行折中，放宽了参数优化时的受限程度，同时引入解决非线性规划的遗传算法，进一步提升了优化的效果，因此在设计结果上大大优于现有技术设计结果。
文档编号H04B1/26GK102664646SQ20121014624
公开日2012年9月12日 申请日期2012年5月10日 优先权日2011年5月17日
发明者梅其灵, 蔡斌 申请人:杭州畅鼎科技有限公司