交替FBMC-QAM系统中原型滤波器设计方法技术方案

本发明专利技术公开一种交替FBMC‑QAM系统中原型滤波器设计方法，首先假定所围绕的FBMC‑QAM系统中奇偶子载波的合成滤波器组和分析滤波器组分别由四个不同的原型滤波器交替调制而来；其次，将系统中四个原型滤波器的设计描述成一个无约束的凸优化问题，其目标函数是交替FBMC‑QAM系统的符号间干扰(ISI)、载波间干扰(ICI)和原型滤波器的阻带能量之和。基于推导所得的目标函数梯度向量，采用双迭代机制求解优化问题，最终可以得到奇偶子载波中性能更优的合成滤波器和分析滤波器。与现有技术对比发现，本发明专利技术设计所得的FBMC‑QAM系统中原型滤波器的阻带能量更低，所得的FBMC‑QAM系统有着较好的性能，可为大型FBMC‑QAM系统设计提供一种有效的解决方案。

【技术实现步骤摘要】
交替FBMC-QAM系统中原型滤波器设计方法
本专利技术涉及滤波器设计
，具体涉及一种交替FBMC-QAM系统中原型滤波器设计方法。
技术介绍
在FBMC系统中，通过发送端的合成滤波器组和接收端的分析滤波器组分别实现信号的调制和解调。与OFDM的区别在于，FBMC采用具有更好频谱约束性的滤波器组代替了OFDM系统中的IDFT/DFT模块。采用OQAM调制的传统FBMC系统，由于自身存在的载波间干扰和符号间干扰，所以在MIMO中不能直接应用此技术。为突破该局限，研究人员提出了采用两个不同原型滤波器的FBMC-QAM系统来传输QAM符号。由于FBMC系统中的合成滤波器和分析滤波器均是由一个或者多个原型滤波器调制而来，因此原型滤波器的设计即成为FBMC系统设计的核心问题，其决定了系统的整体性能。目前，FBMC系统中原型滤波器的设计算法主要有：(1)直接设计方法；(2)窗函数方法；(3)频率采样方法。直接设计方法通过直接对滤波器所有参数来对其进行优化设计。虽然直接设计方法设计所得的滤波器性能较好，但只要原型滤波器的长度稍有变长，其设计复杂度将随之急剧增大，并不是一种高效的设计方法。不同本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.交替FBMC‑QAM系统中原型滤波器设计方法，其特征是，具体包括步骤如下：步骤1、将交替FBMC‑QAM系统奇数通道中合成滤波器的系数向量h0和分析滤波器的系数向量h1以及偶数通道中合成滤波器的系数向量g0和分析滤波器的系数向量g1设计问题均归结为一个无约束的优化问题，目标函数是交替FBMC‑QAM系统的符号间干扰、载波间干扰和原型滤波器阻带能量的加权和；步骤2、将步骤1推导出的目标函数转化为关于中间变量x和y的目标函数，并令目标函数的梯度向量为零，得到关于中间变量x和y的最优解的表达式，该表达式即为所需求解的优化问题：

【技术特征摘要】
1.交替FBMC-QAM系统中原型滤波器设计方法，其特征是，具体包括步骤如下：步骤1、将交替FBMC-QAM系统奇数通道中合成滤波器的系数向量h0和分析滤波器的系数向量h1以及偶数通道中合成滤波器的系数向量g0和分析滤波器的系数向量g1设计问题均归结为一个无约束的优化问题，目标函数是交替FBMC-QAM系统的符号间干扰、载波间干扰和原型滤波器阻带能量的加权和；步骤2、将步骤1推导出的目标函数转化为关于中间变量x和y的目标函数，并令目标函数的梯度向量为零，得到关于中间变量x和y的最优解的表达式，该表达式即为所需求解的优化问题：其中，x0为传递变量x0，y为中间变量，G1(x0)＝[A1(x0)B1(x0)C1(x0)]T，G2(y)＝[A1(y)B1(y)C2(y)]T，b＝[b0,1,b0]T，b0为的0向量，I1＝[I0Z]，I2＝[ZI0]，I0是L×L的单位矩阵，Z是L×L的0矩阵，S是关于原型滤波器阻带能量的L×L的Toeplitz矩阵，W是L×L的对角矩阵，其具体表达式为EΔk是L×L的对角矩阵，具体表达式为GΔn是L×L的平移矩阵，具体表达式为0≤k，l≤L-1，Δk∈[-K,K]，K是所需考虑的相邻影响符号数，Δn∈[-t,t]，t是所需考虑的相邻影响子载波数，i＝0,1,…,L-1，L为原型滤波器的长度，N是合成滤波器的子载波数；步骤3、给定奇数通道中合成...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋俊正，赵海兵，杨玉琳，欧阳缮，杨圣，杨杰，李龙斌，李杨剑，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：广西,45