一种陷波器自适应设计方法与流程

本发明涉及陷波器，具体为一种陷波器自适应设计方法。

背景技术：

1、在宽带ofdm系统(ofdm(orthogonal frequency-division multiplexing，正交频分复用))中，在系统受到单音或者窄脉冲干扰的情况下，采用自适应陷波器，可以很好的抑制掉脉冲干扰，提高系统性能；一般而言，对单音干扰，陷波器越窄，陷波性能越好，但是收敛速度越慢；反之，陷波器越宽，陷波性能越差，但是收敛速度越快。因此，怎样在保证快速收敛的同时，陷波器可以达到较好的陷波性能，是本技术领域的难点，这也是本发明是主要解决的问题之一。

2、在系统带有单音或窄带干扰的情况下，一般可以通过陷波器消除掉单音信号带来的干扰，但是不同类型的陷波器，存在着陷波性能和收敛速度快慢的差别，如何在保证具有良好的陷波性能的情况下，同时可以尽可能快的收敛到合适范围，这也是本发明主要解决的问题之一。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种陷波器自适应设计方法，从陷波收敛时间和陷波精度性能角度综合考虑，采用自适应设计方法，使两者同时达到优化；在系统带有单音或窄脉冲干扰的情况下，本发明采用陷波器系数分阶段自适应的方法，在保护间隔内，通过不同阶段采用不同的陷波器系数，可以保证信号尽可能快的收敛到合适范围,同时可以有效地消除掉单音或窄脉冲带来的干扰，保证系统性能。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种技术方案：一种陷波器自适应设计方法，包括以下步骤：

3、步骤s1，在系统中，得到不同带宽下，不同k值对应的收敛性和3db带宽的配置表，其中，k值为决定陷波效果和收敛时间的参数；获得不同k值和陷波效果和收敛时间的关系；

4、步骤s2，将系统的整个工作时间分成3个时间阶段，分别为t1、t2、t3；

5、其中，将滤波器输出幅度小于等于滤波前输入的信号幅度的倍数门限值1，同时零陷宽度在n个子载波以内的时间阶段，定义为t1；

6、将滤波器输出幅度小于等于滤波前输入的信号的幅度的倍数门限值2，同时零陷宽度在m个子载波以内的时间阶段，定义为t2，其中m<n；

7、将滤波器输出幅度小于等于滤波前输入的信号的幅度的倍数门限值3，同时零陷宽度在1个子载波以内的时间阶段，定义为t3；

8、其中：倍数门限值3≤倍数门限值2≤倍数门限值1；

9、步骤s3，根据不同k值和陷波效果和收敛时间的关系，设定不同时间段自适应设计规则(k1，k2，k3；t1，t2，t3)，使陷波效果达到合适范围；

10、其中，k1为：滤波器在t1时间内使陷波效果达到合适范围时，所采用陷波效果和收敛时间的参数k值，；k2为：滤波器在t2时间内使陷波效果达到合适范围时，所采用陷波效果和收敛时间的参数k值；k3为：滤波器在t3时间内使陷波效果达到合适范围时，所采用陷波效果和收敛时间的参数k值。

11、进一步优选的，不同k值和陷波效果和收敛时间的关系为：在固定陷波频率和采样频率的前提下，k值越小，收敛速度越快，但同时，零陷宽度越大，对附近子载波的影响越大，陷波性能稍差；反之，k值越大，收敛速度变慢，零陷宽度越小，对附近子载波的影响越小，陷波效果越好。

12、进一步优选的，在步骤s1中，当带宽20m，不同k值对应的收敛性和3db带宽的配置表如下表1：

13、

14、

15、进一步优选的，在步骤s3中，k1≤k2≤k3。

16、进一步优选的，系统至少为宽带ofdm系统、窄带系统中的一种。

17、进一步优选的，在步骤s3中，在fdd模式下，第一个符号cp范围内采用不同时间段自适应设计规则(k1，k2，k3；t1，t2，t3)，将第一个符号cp范围的时间作为步骤2中提到的ofdm系统的整个工作时间，在此后的时间，全部采用k3。

18、进一步优选的，在步骤s3中，在tdd模式下，在ue测，对每个连续的下行符号工作区间内，在第一个符号的cp范围内采用不同时间段自适应设计规则(k1，k2，k3；t1，t2，t3)，将第一个符号cp范围的时间作为步骤2中提到的系统的整个工作时间，在其他下行时间，全部采用k3。

19、进一步优选的，对于宽带系统，在cp范围内达到收敛。

20、进一步优选的，对于窄带系统，在相应帧结构的保护时隙gap内达到收敛。

21、进一步优选的，将陷波器工作时间分为阶段i)和阶段ii)；

22、对阶段i)进行陷波自适应处理步骤如下：在小区搜索阶段，对于滤波之后的信号首先采用不同时间段自适应设计规则(k1，k2，k3；t1，t2，t3)，小区搜索阶段的时间作为步骤2中提到的系统的整个工作时间，在此后的连续时间段，采用系数k3；

23、对阶段2)进行陷波自适应处理步骤如下：陷波器工作时段仅限于上行或下行，在上行或下行连续时间范围内，首先采用不同时间段自适应设计规则(k1，k2，k3；t1，t2，t3)，上行或下行连续时间范围作为步骤2中提到的系统的整个工作时间，在此后的连续时间段，采用系数k3。

24、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

25、1.本发明在系统带有单音或窄脉冲干扰的情况下，采用陷波器系数分阶段自适应的方法，在保护间隔内，通过不同阶段采用不同的陷波器系数，可以保证信号尽可能快的收敛到合适范围,同时可以有效地消除掉单音或窄脉冲带来的干扰，保证系统性能。

26、2.本发明的对收敛时间进行了自适应设计，把ofdm系统的整个工作时间分成3个阶段(t1，t2，t3)，每一阶段采用不同系数的陷波器，按照不同时间段自适应配置参数(k1，k2，k3)；不同时间段自适应设计规则(k1，k2，k3；t1，t2，t3)，在保证算法尽快收敛的同时，充分消除掉窄带脉冲带来的干扰，保证陷波器算法的性能和算法的鲁棒性。

27、3.本发明获得在系统中，不同k值和陷波效果和收敛时间的关系为：在固定陷波频率和采样频率的前提下，一般而言，k值越小，收敛速度越快，但同时，零陷宽度越大，对附近子载波的影响越大，陷波性能稍差；反之，k值越大，收敛速度变慢，零陷宽度越小，对附近子载波的影响越小，陷波效果越好。在保证陷波性能的情况下，尽可能快速的达到收敛，这是本发明的核心。

28、4.本发明决定滤波器系数的时候，在t1时间内，选取滤波系数k1，在t1结束的时候，滤波器输出幅度的相对误差可以控制到滤波前输入的信号的幅度的倍数门限值1以内,同时零陷宽度控制在几个子载波以内；在t2时间内，选取滤波系数k2,滤波器输出的相对误差达到滤波前幅度的倍数门限值2以内,同时零陷宽度更窄；此后的时间内，选取滤波系数k3,滤波器输出信号幅度的相对误差收敛到滤波前幅度的倍数门限值3以内,同时零陷宽度限定在在1个子载波以内；这样的选取准则可以保证信号尽可能快的收敛到合适范围,同时可以有效地消除掉单音或窄脉冲带来的干扰，保证系统性能。

29、5、本发明在时域和频域上的不同情况都进行了独特的设计，在时域上还考虑了陷波器的收敛时间(比如是否在cp保护时间以内)，频域上考虑陷波宽度(比如是否在一个子载波以内)，从而设定不同时间段自适应设计规则(k1，k2，k3；t1，t2，t3)；在频域上，除了考虑陷波器宽度以外，还考虑了单音干扰频率在两个子载波之间的不同位置，在使用陷波器在效果上的差别，在设置陷波器的时候，还需要考虑单音干扰的位置，和有用子载波的位置关系，从而把两个子载波之间的位置分成把不同的区域，从而划分出不同的工作区间，分成陷波器有效区和失效区，这样独特的设计，能够在保证陷波性能的情况下，尽可能快速的达到收敛。

30、6、本发明将陷波器工作时间分为阶段i)和阶段ii)，并对阶段i)和阶段ii)分别进行陷波自适应处理，使本发明在通信的不同过程，可以使用不同的陷波器处理方法，大大提高其应用范围。

31、7、本发明的适用性非常广，对宽带系统和窄带系统,都设置了合适的收敛区间。

32、本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。