脉冲成型滤波器的优化装置、发射机及方法_2

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功率比阈值进行调 整和优化。
[0039] 在本实施例中,该约束条件还可以包括其他现有的约束条件。例如,该约束条件还 可以包括无码间干扰约束、频谱约束以及功率约束。该约束条件可用以下的公式(3)表示:
[0040]
[0041] 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;p(j*N) =0表示无码 间干扰约束,P(n)表示s(n)及其相应接收匹配滤波器的卷积;S(f)彡A(f)表示频谱约束, S(f)表示s(n)的频i
=表示功率约束,Ps表示脉冲成型滤波器的平 均功率,P〇表示脉冲成型滤波器的初始功率,e表示功率修正因子,其是一足够小的正数。
[0042] 在本实施例中,在建立了上述约束条件之后,优化单元103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,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。
[0043] 在本实施例中,该预先设定的条件可使用现有的任一种方法进行设定。例如,该预 先设定的条件是迭代次数达到预先设定的阈值,或者峰均功率比阈值的调整量小于预先设 定的阈值,本发明实施例不对该预先设定的条件进行限制。
[0044] 在本实施例中,优化单元103可使用现有的任一种优化算法对滤波器系数进行优 化。例如,可利用罚函数法进行优化。
[0045] 以下对本实施例的利用罚函数法中的内部点法对滤波器系数进行优化的方法进 行示例性的说明。利用内部点法对滤波器系数进行优化的目标函数可利用以下的公式(4) 表不:
[0049] 其中,f(s,PJ表示优化的目标函数,乙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,S(l(n)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 <i<M,0 <j<N-l;t表示障碍参数,且t>0。
[0050] 通过对上述公式(4)中的自变量s(n)和求解梯度以及海塞(Hessian)矩阵,能 够实现用以下的公式(5)表示调整后的s(n)和已,其中,求解梯度以及Hessian矩阵可使 用现有的任一种方法。公式(5)表不如下:
[0051] s=s+ ^ V
[0052] (5)
[0053] Pr=Pr- 3
[0054] 其中,V表示搜索方向,0表示搜索步长,即调整量,0 >0,且该步长需要保证每 次迭代都在可行域内。
[0055]s(n)和匕的初始值分别是脉冲成型滤波器的初始系数S(l (n)和初始峰均功率比 阈值Prt,经过上述公式(5)的调整后,重新计算梯度及Hessian矩阵,继续调整搜索方向及 搜索步长,当达到预先设定的迭代次数之后,停止调整。此时,获得脉冲成型滤波器的优化 后的滤波器系数s(n)。
[0056] 图2是本实施例的优化单元对滤波器系数进行优化的方法流程图。如图2所示, 该方法包括:
[0057] 步骤201:利用内部点法建立对滤波器系数进行优化的目标函数;
[0058] 步骤202 :对该目标函数中的自变量s(n)和P,求解梯度以及Hessian矩阵,获得 调整后的s (n)和Pf ;
[0059] 步骤203:判断是否达到预先设定的迭代次数,如果判断结果为"是",则进入步骤 204 ;如果判断为"否",则进入步骤202重新进行调整;
[0060] 步骤204 :输出目前的s(n)作为优化后的滤波器系数。
[0061] 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。
[0062] 实施例2
[0063] 图3是本发明实施例2的发射机的结构示意图,如图3所示,该发射机300包括脉 冲成型滤波器的优化装置301,该脉冲成型滤波器的优化装置301的结构与功能与实施例1 中的记载相同,此处不再重复。
[0064] 图4是本发明实施例2的发射机400的系统构成的硬件结构图。如图4所示,发 射机400可以包括中央处理器401和存储器402 ;存储器402耦合到中央处理器401。该图 是示例性的;还可以使用其他类型的结构,来补充或代替该结构,以实现电信功能或其他功 能。
[0065] 如图4所示,该发射机400还可以包括:脉冲成型滤波器403、通信单元404、输入 单元405、显示器406、电源407。
[0066] 在一个实施方式中,脉冲成型滤波器的优化装置的功能可以被集成到中央处理器 401中。其中,中央处理器401可以被配置为: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。 [0067] 其中,中央处理器401还可以被配置为:利用罚函数法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。
[0068] 中央处理器401还可以被配置为:利用实施例1中的公式(2)和(3)作为约束条 件对脉冲成型滤波器的滤波器系数进行优化。
[0069] 在另一个实施方式中,脉冲成型滤波器的优化装置可以与中央处理器401分开配 置,例如可以将脉冲成型滤波器的优化装置为与中央处理器401连接的芯片,通过中央处 理器的控制来实现脉冲成型滤波器的优化装置的功能。
[0070] 在本实施例中,在获得优化后的滤波器系数后,将该滤波器系数提供给脉冲成型 滤波器403进行相应的设置。
[0071] 在本实施例中发射机400也并不是必须要包括图4中所示的所有部件
[0072] 如图4所示,中央处理器401有时也称为控制器或操作控件,可以包括微处理器或 其他处理器装置和/或逻辑装置,中央处理器401接收输入并控制发射机400的各个部件 的操作。
[0073] 存储器402,例如可以是缓存器、闪存、硬驱、可移动介质、易失性存储器、非易失性 存储器或其它合适装置中的一种或更多种。可储存上述与失败有关的信息,此外还可存储 执行有关信息的程序。并且中央处理器401可执行该存储器402存储的该程序,以实现信 息存储或处理等。其他部件的功能与现有类似,此处不再赘述。发射机400的各部件可以 通过专用硬件、固件、软件或其结合来实现,而不偏离本发明的范围。
[0074] 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。
[0075] 实施例3
[0076] 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,对应于实施例1的 脉冲成型滤波器的优化装置。如图5所示,该方法包括:
[0077] 步骤501 :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;
[0078] 步骤502 :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;
[0079] 步骤503 :在满足该约束条件的情况下对该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,从而获得脉冲成型滤波器的 优化后的滤波器系数。
[0080] 在本实施例中,该约束条件还可以包括其他现有的约束条件。例如,该约束条件还 可以包括无码间干扰约束、频谱约束以及功率约束。
[0081] 在本实施例中,确定脉冲成型滤波器的初始峰均功率比阈值以及初始滤波器系数 的方法、确定对所述脉冲成型滤波器进行优化的约束条件的方法以及在该约束条件下对滤 波器系数进行优化的方法与实施例1的记载相同,此处不再重复。
[0082] 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。
[0083] 实施例4
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