[發明專利]一種濾波正交頻分復用系統的低階子帶濾波器設計方法

有效

• 申請號: 202010213869.X
• 申請日: 2020-03-24
• 公開（公告）號: CN111277245B
• 公開（公告）日: 2023-03-10
• 發明（設計）人: 劉毅;毛寧;余逸航;劉堯龍;秦凡;張海林
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H03H21/00
• 分類號: H03H21/00;H03H17/02;H04L27/26
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 侯瓊;王品華

1.一種濾波正交頻分復用系統的低階子帶濾波器設計方法，包括如下步驟：

(1)獲得濾波正交頻分復用F-OFDM系統當前子帶的快速傅里葉變換FFT的點數N；

(2)生成初級子帶濾波器序列：

(2a)按照下式，計算初級子帶濾波器的長度L₁：

其中，點數N的取值為2的偶次冪，且N≥8；

(2b)令i表示初級濾波器的序列號，則i∈[0,L₁-1]，生成長度為L₁的sinc脈沖序列P(i)；具體步驟如下：

(2b1)獲得濾波正交頻分復用F-OFDM系統的快速傅里葉變換FFT的點數N和當前子帶的子載波數subnum，并設置超額帶寬toneoffset＝1.5；

(2b2)根據下式，生成長度為L₁的sinc脈沖序列P(i)：

其中，k表示偶對稱序列，且k∈[-(L₁-1)/2,(L₁-1)/2]；·代表序列之間點乘；subnum表示當前子帶的子載波數；toneoffset表示超額帶寬；sin()表示正弦函數，π表示圓周率；

(2c)利用Kaiser窗函數生成長度為L₁的加窗序列W(i)；具體步驟如下：

(2c1)綜合考慮Kaiser窗函數的過渡帶寬度和旁瓣幅度，設置主旁瓣比重調節參數β為3.05；

(2c2)按照下式，計算得到長度為L₁的加窗序列W(i)：

其中，I₀表示修正過的零階貝塞爾函數；

(2d)按照下式，得到初級濾波器序列F₁(i)，并將其歸一化：

其中，·代表序列之間點乘；

(3)按照下式，利用初級濾波器序列F₁(i)生成次級濾波器序列F₂(n)，并計算其長度L：

L＝2L₁-1，

其中，n表示次級濾波器的序列號，且n∈[0,L-1]；表示序列之間的線性卷積操作；

(4)將次級濾波器F₂(n)搬移到子帶的中心頻率，得到子帶濾波器序列F(n)：

其中，e表示自然常數，j表示虛數符號，π表示圓周率，f_c表示當前子帶的中心頻率，Δf表示當前子帶的子載波間隔。

2.根據權利要求1所述方法，其特征在于：步驟(4)中當前子帶的中心頻率f_c通過如下步驟得到：

(4a)將濾波正交頻分復用F-OFDM系統內的整個頻帶的子載波進行統一標號，以中心子載波為0號子載波，則整個頻帶的子載波標號范圍為(4b)計算當前子帶標號范圍的上下限：

K_min＝offset，

K_max＝offset+subnum-1，

其中，K_min表示當前子帶標號范圍的下限，K_max表示當前子帶標號范圍的上限，offset表示當前子帶相對于濾波正交頻分復用F-OFDM系統中心子載波的子載波偏移數，subnum表示當前子帶的子載波數；

(4c)根據下式，計算得到當前子帶的中心頻率f_c：