脉冲成型滤波器的优化装置、发射机及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种脉冲成型滤波器的优化装置、发射机及 方法。
【背景技术】
[0002] 为了提高无线发射机的功率放大的效率，需要降低发送信号的峰均功率比 (PAPR，Peak-to_Average Power Ratio)。目前的降低峰均功率比的方法主要适用于多载波 系统，一般通过改变各个子载波之间的相位关系来实现。而在单载波系统中，发送信号的峰 均功率比主要由以下两个因素决定，一个是调制信号的阶数，另一个是脉冲成型滤波器的 滤波器系数。
[0003] 应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本发明的技术方案进行清楚、 完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本发明的
【背景技术】部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。
【发明内容】
[0004] 目前，适用于单载波系统的降低峰均功率比的方法一般都需要改变现有的通信系 统的结构，复杂程度高且增加了成本。而使用低峰均功率比的脉冲成型滤波器能够在不改 变现有通信系统结构的条件下降低发送信号的峰均功率比，但是，利用现有的优化方法对 滤波器系数进行优化时，由于峰均功率比的目标函数不可导，使得设计低峰均功率比的脉 冲成型滤波器存在困难。
[0005] 本发明实施例提供一种脉冲成型滤波器的优化装置、发射机及方法，根据包括在 滤波器系数符号域上的阈值约束的约束条件对脉冲成型滤波器的滤波器系数进行优化，能 够简单方便的获得低峰均功率比的脉冲成型滤波器，从而在不改变现有的通信系统结构的 条件下有效降低发送信号的峰均功率比。
[0006] 根据本发明实施例的第一方面，提供一种脉冲成型滤波器的优化装置，所述装置 包括：第一确定单元，所述第一确定单元用于确定脉冲成型滤波器的初始峰均功率比阈值， 并根据所述初始峰均功率比阈值确定所述脉冲成型滤波器的初始滤波器系数；第二确定单 元，所述第二确定单元用于根据所述脉冲成型滤波器的初始峰均功率比阈值和初始滤波器 系数确定对所述脉冲成型滤波器进行优化的约束条件，其中，所述约束条件包括在滤波器 系数符号域上的阈值约束；优化单元，所述优化单元用于在满足所述约束条件的情况下对 所述脉冲成型滤波器的初始滤波器系数以及初始峰均功率比阈值进行调整，直到满足预先 设定的条件，从而获得所述脉冲成型滤波器的优化后的滤波器系数。
[0007] 根据本发明实施例的第二方面，提供一种发射机，所述发射机包括根据本发明实 施例的第一方面所述的脉冲成型滤波器的优化装置。
[0008] 根据本发明实施例的第三方面，提供一种脉冲成型滤波器的优化方法，所述方法 包括：确定脉冲成型滤波器的初始峰均功率比阈值，并根据所述初始峰均功率比阈值确定 所述脉冲成型滤波器的初始滤波器系数；根据所述脉冲成型滤波器的初始峰均功率比阈值 和初始滤波器系数确定对所述脉冲成型滤波器进行优化的约束条件，其中，所述约束条件 包括在滤波器系数符号域上的阈值约束；在满足所述约束条件的情况下对所述脉冲成型滤 波器的初始滤波器系数以及初始峰均功率比阈值进行调整，直到满足预先设定的条件，从 而获得所述脉冲成型滤波器的优化后的滤波器系数。
[0009] 本发明的有益效果在于：根据包括在滤波器系数符号域上的阈值约束的约束条件 对脉冲成型滤波器的滤波器系数进行优化，能够简单方便的获得低峰均功率比的脉冲成型 滤波器，从而在不改变现有的通信系统结构的条件下有效降低了发送信号的峰均功率比。
[0010] 参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原 理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附 权利要求的精神和条款的范围内，本发明的实施方式包括许多改变、修改和等同。
[0011] 针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更 多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特 征。
[0012] 应该强调，术语"包括/包含"在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但 并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。
【附图说明】
[0013] 所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部 分，用于例示本发明的实施方式，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下 面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创 造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
[0014] 图1是本发明实施例1的脉冲成型滤波器的优化装置的结构示意图；
[0015] 图2是本发明实施例1的优化单元对滤波器系数进行优化的方法流程图；
[0016] 图3是本发明实施例2的发射机的结构示意图；
[0017] 图4是本发明实施例2的发射机的系统构成的硬件结构图；
[0018] 图5是本发明实施例3的脉冲成型滤波器的优化方法流程图；
[0019] 图6是本发明实施例4的脉冲成型滤波器的优化方法流程图。
【具体实施方式】
[0020] 参照附图，通过下面的说明书，本发明的前述以及其它特征将变得明显。在说明书 和附图中，具体公开了本发明的特定实施方式，其表明了其中可以采用本发明的原则的部 分实施方式，应了解的是，本发明不限于所描述的实施方式，相反，本发明包括落入所附权 利要求的范围内的全部修改、变型以及等同物。
[0021] 实施例1
[0022] 图1是本发明实施例1的脉冲成型滤波器的优化装置的结构示意图。如图1所示， 该装置100包括：第一确定单元101、第二确定单元102以及优化单元103,其中，
[0023] 第一确定单元101用于确定脉冲成型滤波器的初始峰均功率比阈值，并根据初始 峰均功率比阈值确定脉冲成型滤波器的初始滤波器系数；
[0024] 第二确定单元102用于根据脉冲成型滤波器的初始峰均功率比阈值和初始滤波 器系数确定对脉冲成型滤波器进行优化的约束条件，其中，该约束条件包括在滤波器系数 符号域上的阈值约束；
[0025] 优化单元103用于在满足该约束条件的情况下对脉冲成型滤波器的初始滤波器 系数以及初始峰均功率比阈值进行调整，即对滤波器系数进行优化，直到满足预先设定的 条件，从而获得脉冲成型滤波器的优化后的滤波器系数。
[0026] 由上述实施例可知，根据包括在滤波器系数符号域上的阈值约束的约束条件对脉 冲成型滤波器的滤波器系数进行优化，能够简单方便的获得低峰均功率比的脉冲成型滤波 器，从而在不改变现有的通信系统结构的条件下有效降低发送信号的峰均功率比。
[0027] 在本实施例中，第一确定单元101可根据实际需要确定脉冲成型滤波器的初始峰 均功率比阈值，在确定初始峰均功率比阈值后，可使用现有的任一种方法确定脉冲成型滤 波器的初始滤波器系数，例如，使得根据该初始滤波器系数计算得到的峰均功率比小于等 于该初始峰均功率比阈值，即满足以该初始峰均功率比阈值为基础的阈值约束。
[0028] 本实施例在根据初始峰均功率比阈值确定初始滤波器系数时，除了上述阈值约 束，还可以包括其他现有的约束条件，例如，还可以包括无码间干扰约束、频谱约束和功率 约束。
[0029] 在本实施例中，可利用以下的公式（1)计算脉冲成型滤波器的峰均功率比：
[0030]
[0031] 其中，f(s)表示脉冲成型滤波器的峰均功率比，s(n)表示脉冲成型滤波器的系 数，M表示脉冲成型滤波器覆盖的符号数量，N表示采样速率，1彡i彡M，0彡j彡N-1。
[0032] 在本实施例中，在确定初始峰均功率比阈值和初始滤波器系数之后，第二确定单 元102根据该初始峰均功率比阈值和初始滤波器系数确定对脉冲成型滤波器进行优化的 约束条件，其中，该约束条件包括在滤波器系数符号域上的阈值约束。
[0033] 在本实施例中，该脉冲成型滤波器的滤波器系数符号域可使用现有的任一种方法 获得。例如，在上述公式（1)的基础上引入符号域，则可以获得该脉冲成型滤波器在滤波器 系数符号域上的阈值约束，用以下的公式（2)表示：
[0034]
[0035] s (r〇彡0, h G 1+，
[0036] s(n2)〈0,n2G1_，1+U1_= {0, 1，2,…，MN}
[0037] 其中，匕表示脉冲成型滤波器的峰均功率比阈值，s(n)表示脉冲成型滤波器的系 数，sjn)表示脉冲成型滤波器的初始系数;M表示脉冲成型滤波器覆盖的符号数量，N表示 采样速率，1彡i彡M，0彡j彡N-1 ;1+表示脉冲成型滤波器的初始滤波器系数正符号域，即 S(l (n) > 0对应的滤波器系数所对应的索引的集合，1_表示脉冲成型滤波器的初始滤波器系 数负符号域，即％ (n)〈0对应的滤波器系数所对应的索引的集合。
[0038] 通过在滤波器系数符号域上表示阈值约束，能够去掉公式（1)中有关绝对值的计 算，从而能够对该阈值约束进行求导运算，以用于对滤波器系数和峰均