專利名稱：采用遺傳算法和非線性凸規劃理論優化參數的濾波方法
技術領域：
本發明屬于移動通信領域。具體涉及利用濾波器的移動通信無線中繼放大設備領域，特別是ー種采用遺傳算法和非線性凸規劃理論優化參數的濾波方法。
背景技術：
隨著移動通信數字技術的日益發展與普及，通信網絡優化設備數字化、智能化已成為當前網絡建設與優化的必然趨勢。當前數字無線中繼放大設備通常采用數字濾波技木，為保證帶外抵制指標，通常以犧牲系統時延來實現。在移動通信GSM制式網絡中，移動通信網絡中多徑的問題將引入一個時延色散問題，無線中繼放大設備由干與基站信源小區屬同扇區覆蓋，其設備固有時延將增加時延色散風險，時延越大，其問題將越突出。根據GSM規范，時延差要求< 4TA，I個 TA是3. 7us,即時延差要求彡14. 8us。如圖I所示。直放站覆蓋區與基站由于屬同扇區重疊覆蓋，其重疊覆蓋區用戶有兩條鏈路，一路從基站直接發射時延LI，一路是通過直放站中繼放大后的鏈路時延L2 =直放站施主天線至基站距離時延11+直放站本身時延I+覆蓋區時延12。根據GSM時延色散要求，L時延差彡14.8us，即L2-L1時延差彡14. 8us, I1+I+I2-L1時延差彡14. 8us。從圖I可以看出，無線中繼放大設備時延越大，重疊覆蓋區距離越有限，若處理不當將直接產生時延色散，降低通話質量，増加掉話率。上述內容表明無線通信中繼設備時延不允許超過14. 8us,同時通信中繼設備標準要求設備具有較高的帶外抑制能力，從濾波器的實現可知，這兩個要求是相互制約的，抑制度好則時延大，時延小則用于計算的延時就小，濾波器用于計算的時間就短，抑制自然就差。傳統FIR濾波器設計均將濾波器設定為嚴格線性相位，即設H(e>)=FT[h(n)]為FIR濾波器的頻響特性函數。H(e>)可表示為H い'')=H .咖Η8(ω)稱為幅度函數，為ω的實函數。應注意Hg( )與幅頻特性函數|H(e>)的區別，|H(e>)|為ω的正實函數，而Η8(ω)可取負值。θ (ω)稱為相位特性函數，當θ ( ω ) =- ω τ時，稱為第一類(Α類)線性相位特性；當Θ (CO)=Qtl-CO τ時，稱為第二類(B類)線性相位特性。
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β類
權利要求
1.ー種采用遺傳算法和非線性凸規劃理論優化參數的濾波方法，其特征在于，包括以下步驟 (I)以模擬超外差混頻結構為基礎，對天線接收信號進行模擬下變頻，得到模擬中頻信號；由采樣頻率為fsam的時鐘控制的模數轉換器ADC對模擬中頻信號進行數字化處理，得到數字中頻信號；然后由數字DDC進行數字下變頻和數字降采樣處理，得到數字基帶GSM傳輸信號; (2 )將數字基帶GSM傳輸信號送至數字GSM濾波器，進行選頻濾波處理，輸出濾波后GSM基帶信號； (3)將濾波后GSM基帶信號送至數字DUC進行上變頻，經數模轉換、模擬上變頻，放大至射頻，輸送到發射天線； 所述步驟(2)是通過采用遺傳算法和非線性凸規劃理論對GSM濾波器參數進行優化設計得以實現的，具體包括以下步驟 (A)根據不同系統的設計指標要求，對濾波器性能進行分配，將濾波器性能指標具體劃分為幅度響應要求、相位響應要求和時延要求；) (B)對步驟(A)中的各個要求在數字頻帶
T表示實際可得濾波器的參數，N表示目標濾波器的階數，T表示向量轉置；則濾波器的頻域響應表示為下式H(e"'')= Y h(n)xe J"'n =1-'^ω) η=0 其對應的幅度響應為|H(eju)し 相位響應為arg (H(eJM)), 群時延響應為ゴarg(//(パ))； (D)設理想低通濾波器通帶為[O，ω ]，阻帶為[ω2，π]，設置代價函數離)=AOx門F(h^)-A(0「—+他￡J尺れ )-丑ズ0「ゴ斜Δ2χ]· Λ^^ ^—が ) dco Λ 0，Λ I和Λ 2為比例因子，用于調節通帶、阻帶和群時延的優化程度；在尋找h吋，使上述代價函數最小，以使設計濾波器的頻率響應和理想濾波器的頻域響應最大程度的接近； (E)根據數字計算機的計算特點，對上述連續代價函數進行離散化，具體為將頻帶[O, 2 Ji)均勻量化為K個樣值點|x2;r，i=0, I,……，Κ-1 ； 則步驟(D)中代價函數中的各項分別離散化為 οpi“ ￡y(h, )-A(e押)I dco^>X\F(hJ/Kx2^-Hd(e} tK 2π)\ i=0
2.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，所述步驟(3)中，是以數字DUC對所述步驟(G)輸出的數字基帶GSM傳輸信號進行升采樣和上變頻操作，輸出數字中頻信號；然后以ー采樣頻率為fsam的時鐘控制的數模轉換器DAC將該數字中頻信號進行模擬化處理，輸出模擬中頻信號；再以模擬超外差混頻結構為基礎，將數模轉換器輸出的模擬中頻信號進行模擬變頻放大至射頻，輸送到發射天線。
全文摘要
本發明涉及移動通信領域，旨在提供一種采用遺傳算法和非線性凸規劃理論優化參數的濾波方法。相對于傳統的數字無線中繼放大設備應用技術，本發明是在將數字基帶GSM傳輸信號送至數字GSM濾波器，進行選頻濾波處理，輸出濾波后GSM基帶信號的過程中，根據遺傳算法和非線性凸規劃理論，預先優化計算好濾波器參數，使用配有以上GSM新型濾波器對GSM低倍率數字基帶信號進行選頻濾波處理。本發明不對參數對稱性，線性相位特性進行嚴格要求，而是以一系列代價函數將其進行折中，放寬了參數優化時的受限程度，同時引入解決非線性規劃的遺傳算法，進一步提升了優化的效果，因此在設計結果上大大優于現有技術設計結果。
文檔編號H04B1/26GK102664646SQ20121014624
公開日2012年9月12日 申請日期2012年5月10日 優先權日2011年5月17日
發明者梅其靈, 蔡斌 申請人:杭州暢鼎科技有限公司