[發(fā)明專利]基于樣條函數(shù)理論的FQPSK調(diào)制波形的實(shí)現(xiàn)方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910242610.1
• 申請(qǐng)日: 2009-12-09
• 公開（公告）號(hào): CN101741790A
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 牛凱;萬(wàn)千;別志松
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L27/20
• 分類號(hào): H04L27/20
• 代理公司: 北京德琦知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11018
• 代理人: 夏憲富

1.一種基于樣條函數(shù)理論的費(fèi)赫體制的正交相位鍵控FQPSK調(diào)制波形的 實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于：所述方法是使用貝齊爾曲線來(lái)設(shè)計(jì)FQPSK調(diào)制波形： 先對(duì)FQPSK波形進(jìn)行簡(jiǎn)化，再用貝齊爾曲線對(duì)簡(jiǎn)化后的波形進(jìn)行優(yōu)化，然 后對(duì)構(gòu)成FQPSK波形的貝齊爾曲線控制點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整，使波形連接處滿足光滑 或光順；該方法包括下述操作步驟：

(1)根據(jù)一般形式FQPSK的16個(gè)波形的特點(diǎn)及各波形之間的相互關(guān)系， 刪除其中形狀相同而不需要進(jìn)行設(shè)計(jì)的波形，將優(yōu)化對(duì)象簡(jiǎn)化為下述三個(gè)波形： 該FQPSK的16個(gè)波形中的第4個(gè)波形s₃(t)、第5個(gè)波形s₄(t)和第8個(gè)波形s₇(t) 的各自正半軸部分，并用這三段波形重新構(gòu)建出全部的16個(gè)波形；

(2)使用顯式形式的貝齊爾曲線對(duì)上述步驟簡(jiǎn)化后的波形進(jìn)行優(yōu)化，使新 的FQPSK信號(hào)具有較小包絡(luò)起伏、較高功率譜效率和較大的最小歐氏距離； 所述優(yōu)化波形的方法有兩種，且都是只對(duì)貝齊爾曲線控制點(diǎn)的縱軸幅度進(jìn)行優(yōu) 化；其中，第一種優(yōu)化方法包括下述操作步驟：

(21)使用迭代逼近算法將步驟(1)簡(jiǎn)化后的波形向恒包絡(luò)形式的FQPSK 信號(hào)的對(duì)應(yīng)波形逼近，以得到近似恒包絡(luò)形式的貝齊爾曲線形式的FQPSK波 形曲線；

(22)對(duì)得到的貝齊爾曲線形式的FQPSK波形曲線的控制點(diǎn)進(jìn)行微調(diào)， 使波形連接處光滑，同時(shí)對(duì)該FQPSK波形信號(hào)的功率譜效率做出約束；然后 計(jì)算該波形的包絡(luò)起伏，如果小于設(shè)定閾值，則結(jié)束該步驟，執(zhí)行后續(xù)操作； 否則，對(duì)所有貝齊爾曲線進(jìn)行不破壞貝齊爾曲線的顯示形式的升階操作，然后 返回執(zhí)行步驟(21)中的對(duì)除去兩個(gè)端控制點(diǎn)以外的所有控制點(diǎn)執(zhí)行貝齊爾曲 線迭代逼近算法的操作；

(23)在滿足包絡(luò)起伏小于設(shè)定閾值和波形連接處光滑的條件下，用滿足 通常優(yōu)化模型的非線性優(yōu)化程序?qū)Τ它c(diǎn)以外的貝齊爾曲線控制點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化， 以使優(yōu)化后的波形滿足波形連接處光滑和FQPSK信號(hào)的最小歐氏距離最大；

第二種優(yōu)化方法是使用差分進(jìn)化DE算法來(lái)優(yōu)化控制點(diǎn)，其包括下述具體 操作步驟：

(2a)確定種群中的個(gè)體參數(shù)的總數(shù)、種群大小和種群進(jìn)化代數(shù)；其中個(gè) 體參數(shù)的總數(shù)是要優(yōu)化的波形中去除開端控制點(diǎn)的貝齊爾曲線控制點(diǎn)的總數(shù)；

(2b)根據(jù)被優(yōu)化的波形，適當(dāng)?shù)仉S機(jī)初始化第一代種群中的所有個(gè)體；

(2c)將包絡(luò)起伏、功率譜效率、最小歐氏距離和連接處波形光滑程度分 別以代價(jià)因子的形式加權(quán)求和作為DE算法總的代價(jià)函數(shù)，再以該總的代價(jià)函 數(shù)執(zhí)行DE算法，優(yōu)化控制點(diǎn)；

(3)在包絡(luò)起伏小于設(shè)定閾值的前提下，對(duì)上述步驟優(yōu)化得到的貝齊爾曲 線控制點(diǎn)進(jìn)行微調(diào)，以使波形連接處盡量滿足更高一階的光滑，即其一階導(dǎo)數(shù) 是連續(xù)的，并進(jìn)一步約束FQPSK信號(hào)的功率譜效率；如果調(diào)整后的包絡(luò)起伏 小于設(shè)定閾值，則重新執(zhí)行該步驟(3)，繼續(xù)調(diào)整；直至包絡(luò)起伏大于設(shè)定閾 值時(shí)，放棄該次調(diào)整，結(jié)束該步驟。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟(21)進(jìn)一步包括 下述操作內(nèi)容：

(211)將每條目標(biāo)曲線初始化為一條含有三個(gè)控制點(diǎn)的二階貝齊爾曲線： 兩端的控制點(diǎn)與波形曲線的端點(diǎn)重合，中間控制點(diǎn)為該兩個(gè)端點(diǎn)連線的中點(diǎn)； 該中間控制點(diǎn)的橫坐標(biāo)選取兩個(gè)端點(diǎn)橫坐標(biāo)的中值是為了使用顯式的貝齊爾曲 線，從而降低波形信號(hào)性能計(jì)算的復(fù)雜度；

(212)對(duì)除去兩個(gè)端控制點(diǎn)以外的所有控制點(diǎn)執(zhí)行貝齊爾曲線迭代逼近算 法，以使現(xiàn)有階數(shù)的貝齊爾曲線能夠最大限度地逼近目標(biāo)曲線；

(213)計(jì)算這些貝齊爾曲線與目標(biāo)曲線之間的誤差，如果誤差小于設(shè)定閾 值，則結(jié)束該步驟；否則，對(duì)所有貝齊爾曲線進(jìn)行不破壞貝齊爾曲線的顯式形 式的升階操作后，返回執(zhí)行步驟(212)。