CN106850474B - 超宽带自适应波动补偿方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种超宽带自适应波动补偿方法和系统,对系统进行扫频,采集系统在整个工作频率范围内的频率响应得到带内波动数据。当系统的目标波动补偿滤波器为复数滤波器时,将带内波动数据的频点搬移到基带内取反得到复数滤波器带内的频域响应,进而得到目标波动补偿滤波器系数;当目标波动补偿滤波器为实数滤波器时,将带内波动数据的频点搬移到数字中频的第一奈奎斯特区内取反得到实数滤波器带内的频域响应,进而得到目标波动补偿滤波器系数。将目标波动补偿滤波器系数配置到目标波动补偿滤波器中。通过加入一个频域响应与系统带内波动相反的波动补偿滤波器来抵消系统的带内波动,从而改善系统中每个载波信号频带内的平坦度,提高了操作准确性。

Description

超宽带自适应波动补偿方法和系统
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域,特别是涉及一种超宽带自适应波动补偿方法和系统。
背景技术
随着移动通信技术的发展,用户对移动通信的要求越来越高,这需要提升移动通信系统或设备的性能来满足要求。在实际的系统中,由于元器件对不同频率的信号具有不同的响应,因此对应相等的输入功率时,不同频点的输出功率也往往不相等,产生了频域范围的波动。
数字通信系统的带内波动主要是由通信链路的模拟部分,如双工器、模拟放大器、声表面滤波器等器件所引起的,如果整个系统设计不是选用具有较好带内波动的器件或者滤波器的匹配做得不够好的话,很难满足系统带内波动的要求。传统的带内波动补偿方式是在滤波器的输入或输出端加入小电感或小电容来改变滤波器的输入或输出匹配,改变滤波器的频域响应,从而改善整个链路的波动。然而随着移动通信载波信号带宽的急剧增大,给调试带来困难,且手动调节无法确保准确性。传统的带内波动补偿方式存在操作准确性低的缺点。
发明内容
基于此,有必要针对上述问题,提供一种可提高操作准确性的超宽带自适应波动补偿方法和系统。
一种超宽带自适应波动补偿方法,包括以下步骤:
对系统进行扫频,采集系统在整个工作频率范围内的频率响应,得到带内波动数据;
当所述系统的目标波动补偿滤波器为复数滤波器时,将所述带内波动数据的频点搬移到基带内,并对所述带内波动数据取反得到复数滤波器带内的频域响应;
根据所述复数滤波器带内的频域响应计算得到目标波动补偿滤波器系数;
当所述目标波动补偿滤波器为实数滤波器时,将所述带内波动数据的频点搬移到数字中频的第一奈奎斯特区内,并对所述带内波动数据取反得到实数滤波器带内的频域响应;
根据所述实数滤波器带内的频域响应计算得到目标波动补偿滤波器系数;
将计算得到的目标波动补偿滤波器系数配置到所述目标波动补偿滤波器中。
一种超宽带自适应波动补偿系统,包括:
带内波动数据获取模块,用于对系统进行扫频,采集系统在整个工作频率范围内的频率响应,得到带内波动数据;
第一频域响应计算模块,用于当所述系统的目标波动补偿滤波器为复数滤波器时,将所述带内波动数据的频点搬移到基带内,并对所述带内波动数据取反得到复数滤波器带内的频域响应;
第一滤波器系数计算模块,用于根据所述复数滤波器带内的频域响应计算得到目标波动补偿滤波器系数;
第二频域响应计算模块,用于当所述目标波动补偿滤波器为实数滤波器时,将所述带内波动数据的频点搬移到数字中频的第一奈奎斯特区内,并对所述带内波动数据取反得到复数滤波器带内的频域响应;
第二滤波器系数计算模块,用于根据所述实数滤波器带内的频域响应计算得到目标波动补偿滤波器系数;
滤波器系数配置模块,用于将计算得到的目标波动补偿滤波器系数配置到所述目标波动补偿滤波器中。
上述超宽带自适应波动补偿方法和系统,对系统进行扫频,采集系统在整个工作频率范围内的频率响应,得到带内波动数据。当系统的目标波动补偿滤波器为复数滤波器时,将带内波动数据的频点搬移到基带内,并对带内波动数据取反得到复数滤波器带内的频域响应,根据复数滤波器带内的频域响应计算得到目标波动补偿滤波器系数;当目标波动补偿滤波器为实数滤波器时,将带内波动数据的频点搬移到数字中频的第一奈奎斯特区内,并对带内波动数据取反得到实数滤波器带内的频域响应,根据实数滤波器带内的频域响应计算得到目标波动补偿滤波器系数。将计算得到的目标波动补偿滤波器系数配置到目标波动补偿滤波器中。根据系统中目标波动补偿滤波器的类型对应进行处理,得到所需的波动补偿滤波器,通过加入一个频域响应与系统带内波动相反的波动补偿滤波器来抵消系统的带内波动,从而改善系统中每个载波信号频带内的平坦度,满足系统对带内波动指标的需求,提高了操作准确性。
附图说明
图1为一实施例中超宽带自适应波动补偿方法的流程图;
图2为一实施例中对带内波动数据取反得到复数滤波器带内的频域响应的流程图;
图3为一实施例中根据复数滤波器带内的频域响应计算得到目标波动补偿滤波器系数的流程图;
图4为一实施例中对带内波动数据取反得到实数滤波器带内的频域响应的流程图;
图5为一实施例中根据实数滤波器带内的频域响应计算得到目标波动补偿滤波器系数的流程图;
图6为一实施例中系统在工作频带内的频域响应示意图;
图7为一实施例中待设计的基带复数波动补偿滤波器频域响应示意图;
图8为一实施例中设计出的基带复数波动补偿滤波器实际频域响应示意图;
图9为一实施例中系统带内波动经过基带波动补偿滤波器校正后的理想效果示意图;
图10为一实施例中待设计的数字中频实数波动补偿滤波器频域响应示意图;
图11为一实施例中设计出的数字中频实数波动补偿滤波器实际频域响应示意图;
图12为一实施例中系统带内波动经过数字中频波动补偿滤波器校正后的理想效果示意图;
图13为一实施例中超宽带自适应波动补偿系统的结构图。
具体实施方式
在一个实施例中,一种超宽带自适应波动补偿方法,如图1所示,包括以下步骤:
步骤S110:对系统进行扫频,采集系统在整个工作频率范围内的频率响应,得到带内波动数据。
系统具体可以是数字直放站系统、光分布系统等数字通信系统。对系统进行扫频采集频率响应的方式并不唯一,本实施例中具体可在系统的输入端加入扫频信号,系统的输出端连接频谱仪,采用ATS(Automatic Test System,自动测试系统)自动采集系统在整个工作频率范围内的频率响应,得到带内波动数据。ATS是指在人极少参与或不参与的情况下自动进行量测,处理数据并以适当方式显示或输出测试结果的系统,自动测试省时、省力,能提高劳动生产率和产品质量。通过ATS进行频率响应采集,提高采集准确度和便利性。
步骤S120:当系统的目标波动补偿滤波器为复数滤波器时,将带内波动数据的频点搬移到基带内,并对带内波动数据取反得到复数滤波器带内的频域响应。
目标波动补偿滤波器即指待设计的波动补偿滤波器,波动补偿滤波器具体设置在数字通信系统中数字板上的FPGA(Field-Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)中。目标波动补偿滤波器的类型并不唯一,可包括用于基带处理的复数滤波器和位于数字中频的实数滤波器。
在扫频得到带内波动数据之后,具体可将采集得到的带内波动数据导入MATLAB中,通过MATLAB进行波动补偿滤波器设计,操作便利。当目标波动补偿滤波器为复数滤波器时,将带内波动数据的频点搬移到基带内后,对带内波动数据进行取反处理,得到与系统带内波动相反的频域响应,作为复数滤波器带内的频域响应。数据取反的方式并不唯一,具体可通过数据函数中的取反操作完成对带内波动数据的取反处理。
计算复数滤波器带内的频域响应的具体方式并不唯一,本实施例中,步骤S120中对带内波动数据取反得到复数滤波器带内的频域响应,如图2所示,具体包括步骤S124和步骤S126。
步骤S124:对带内波动数据进行取反和归一化处理,得到初始频域响应。对带内波动数据进行取反后还进行归一化处理,便于后续的数据处理。
步骤S126:对初始频域响应及其阻带响应进行扩展,得到复数滤波器整个频带内的频域响应。
具体地,以根据需要选择N个点对两端的数据进行延伸,阻带响应则采用端点数值的延伸。对初始频域响应及其阻带响应进行扩展,以减小滤波器通带边缘振铃效应对带内信号的影响,从而减小生成滤波器的波动,改善波动补偿效果。根据所采集的频域带内波动数据,自动扩展及调整所需的波动补偿滤波器带外响应,以减少其对底噪的影响,并保证设计出的波动补偿滤波器满足系统的需求。
进一步地,在一个实施例中,步骤S124之前还包括步骤S122。
步骤S122:对带内波动数据进行插值处理。
步骤S124中为,对进行插值处理后的带内波动数据进行取反和归一化处理。具体地,可将频域的带内波动数据采用interp1函数进行插值,提高采样精度,以便于后面的处理。
步骤S130:根据复数滤波器带内的频域响应计算得到目标波动补偿滤波器系数。
根据计算得到的复数滤波器带内的频域响应设计出相应的波动补偿滤波器,得到目标波动补偿滤波器系数。在一个实施例中,如图3所示,步骤S130包括步骤S132至步骤S136。
步骤S132:对复数滤波器带内的频域响应进行快速傅立叶逆变换得到时域信号。将复数滤波器带内的频域响应采用快速傅立叶逆变换变化到时域,得到时域信号。
步骤S134:根据预设的滤波频带范围,采用多种窗函数对时域信号进行截取,并对比采用不同窗函数设计出的波动补偿滤波器的补偿效果。
滤波频带范围用于限制滤波器的滤波频带长度,具体取值并不唯一。采用各种窗函数对时域信号进行截取,将滤波器的长度限制在所需的范围内,得到对应的波动补偿复数滤波器,并比较各波动补偿滤波器的补偿效果。具体可通过将待校准的频域波形与各波动补偿滤波器频域响应相叠加,根据补偿后的结果来比较补偿效果。
步骤S136:获取补偿效果最优的波动补偿滤波器的系数作为目标波动补偿滤波器系数。选择补偿效果最优的波动补偿滤波器的系数,即为目标波动补偿滤波器系数。
通过结合快速傅立叶逆变换和窗函数设计复数滤波器,根据不同窗函数设计出的波动补偿滤波器的补偿效果选择最优的系数,并可自动调整频域采样精度,提高了波动补偿准确性。
步骤S140:当目标波动补偿滤波器为实数滤波器时,将带内波动数据的频点搬移到数字中频的第一奈奎斯特区内,并对带内波动数据取反得到实数滤波器带内的频域响应。
当目标波动补偿滤波器为实数滤波器时,将带内波动数据的频点搬移到数字中频的第一奈奎斯特区内进行取反处理,得到与系统带内波动相反的频域响应,作为实数滤波器带内的频域响应。同样通过数据函数中的取反操作完成对带内波动数据的取反处理。
计算实数滤波器带内的频域响应的具体方式并不唯一,本实施例中,步骤S140中对带内波动数据取反得到实数滤波器带内的频域响应,如图4所示,具体包括步骤S142至步骤S146。
步骤S142:对带内波动数据进行插值处理。
步骤S144:对插值处理后的带内波动数据进行取反和归一化处理,得到初始频域响应。
步骤S146:对初始频域响应及其阻带响应进行扩展,得到实数滤波器整个频带内的频域响应。
对带内波动数据进行插值,提高采样精度。对带内波动数据进行取反后还进行归一化处理,便于后续的数据处理。对初始频域响应及其阻带响应进行扩展,以减小滤波器通带边缘振铃效应对带内信号的影响,从而减小生成滤波器的波动,改善波动补偿效果。根据所采集的频域带内波动数据,自动扩展及调整所需的波动补偿滤波器带外响应,以减少其对底噪的影响,并保证设计出的波动补偿滤波器满足系统的需求。
步骤S150:根据实数滤波器带内的频域响应计算得到目标波动补偿滤波器系数。
根据计算得到的实数滤波器带内的频域响应设计出相应的波动补偿滤波器,得到目标波动补偿滤波器系数。在一个实施例中,如图5所示,步骤S150包括步骤S152和步骤S154。
步骤S152:根据实数滤波器带内的频域响应,采用FIRPM函数设计出相应的实数滤波器。
FIRPM函数采用Parks-McClellan算法来计算最优滤波器的系数,操作简便且计算准确度高。具体地,FIRPM函数的一般调用格式是b=firpm(n,f,a,w),其中n为滤波器阶数,f为给定的归一化了的频率点,a为希望达到的相应频率点的幅度,w为加权参数,返回的b为设计出来的最优滤波器的系数。
步骤S154:获取实数滤波器的系数作为目标波动补偿滤波器系数。
通过FIRPM函数设计得到实数滤波器的系数,即为目标波动补偿滤波器系数。
步骤S160:将计算得到的目标波动补偿滤波器系数配置到目标波动补偿滤波器中。
将步骤S130或步骤S150中计算得到的目标波动补偿滤波器系数配置到数字板上FPGA的波动校准滤波器中,即可实现对系统波动的补偿,增强信号带内的平坦度。
此外,步骤S130之前,超宽带自适应波动补偿方法还可包括增大目标波动补偿滤波器的阶数的步骤。先配好目标波动补偿滤波器的阶数,然后决定快速傅立叶逆变换后窗函数的长度。波动补偿滤波器的校正效果还与滤波器的阶数有关,增大滤波器的阶数有利于进一步降低系统的波动。
上述超宽带自适应波动补偿方法,根据系统中目标波动补偿滤波器的类型对应进行处理,得到所需的波动补偿滤波器,可以根据需要产生基带所需的复数滤波器系数,或者数字中频所需的实数滤波器系数。通过加入一个频域响应与系统带内波动相反的波动补偿滤波器来抵消系统的带内波动,从而改善系统中每个载波信号频带内的平坦度,满足系统对带内波动指标的需求,提高了操作准确性。
为便于更好地理解上述超宽带自适应波动补偿方法,下面结合具体实施例进行详细的解释说明。
数字板上FPGA的波动校准滤波器,在系统的输入端加入扫频信号,系统的输出端接到频谱仪,采用ATS自动采集系统在整个工作频率范围内的频率响应,从而得到带内波动数据。如图6所示,该系统的带内波动大于2dB。
将采集的数据采用matlab进行处理,设计出相应的波动补偿滤波器。首先将频域的带内波动数据采用interp1函数进行插值,提高采样精度,以便于后面的处理。将插值后的数据取反,并进行归一化,即可得到所需的波动补偿滤波器带内的频域响应。为了减小滤波器通带边缘振铃效应对带内信号的影响,可以根据需要选择N个点对两端的数据进行延伸,阻带响应则采用端点数值的延伸,以减小滤波器通带边缘振铃效应对带内信号的影响,从而减小生成滤波器的波动。待生成的波动补偿滤波器频域响应如图7所示。
根据系统的需求设计用于基带处理的复数滤波器,或者位于数字中频的实数滤波器。下面将分别进行阐述。
若需要基带滤波器,首先将波动补偿滤波器频域响应搬移到基带,然后采用快速傅立叶逆变换变化到时域,并采用各种窗函数对时域信号进行截取,将滤波器的长度限制在所需的范围内,即可得到所需的波动补偿复数滤波器,其频域响应如图8所示。由于滤波器阶数的限制,该频域响应与图7的理想值略有不同。最后,对比不同窗函数所产生的波动补偿滤波器校正效果,选择最佳的系数输出。经过波动补偿滤波器校正后的系统带内波动理论值如图9所示,可以看到,最大的波动降低到了0.5dB以内。
若需要数字中频滤波器,则将波动补偿滤波器频域响应搬移到数字中频的第一奈奎斯特区内,如图10所示。然后采用firpm函数设计出相应的实数滤波器,其频域响应如图11所示。经过波动补偿滤波器校正后的系统带内波动理论值则如图12所示,可以看到,最大的波动降低到了1dB左右。
波动补偿滤波器的校正效果还与滤波器的阶数有关,增大滤波器的阶数有利于进一步降低系统的波动。
将设计好的滤波器系数配入数字板上FPGA的波动补偿滤波器中,即可实现对系统波动的补偿,增强信号带内的平坦度。采用数字信号处理技术来补偿数字通信系统的带内波动。在系统的基带或者数字中频加入一个频域响应与系统带内波动的相反的波动补偿滤波器来抵消系统的带内波动。而且通过插值提高频域采样的精度,并采用不同的设计方式,自动选择补偿效果最好的系数输出。经过本方法补偿的宽带直放站系统、光分布系统,若采用基带复数滤波器,系统带内波动能做到1dB以内,若采用数字中频实数滤波器,系统的带内波动能做到1.5dB以内。本方法简单易行,并能集成到ATS系统中,自动地对系统的波动进行补偿,并达到较理想的效果。
在一个实施例中,一种超宽带自适应波动补偿系统,如图13所示,包括带内波动数据获取模块110、第一频域响应计算模块120、第一滤波器系数计算模块130、第二频域响应计算模块140、第二滤波器系数计算模块150和滤波器系数配置模块160。
带内波动数据获取模块110用于对系统进行扫频,采集系统在整个工作频率范围内的频率响应,得到带内波动数据。
系统具体可以是数字直放站系统、光分布系统等数字通信系统。对系统进行扫频采集频率响应的方式并不唯一,本实施例中具体可在系统的输入端加入扫频信号,系统的输出端连接频谱仪,采用ATS自动采集系统在整个工作频率范围内的频率响应,得到带内波动数据。
第一频域响应计算模块120用于当系统的目标波动补偿滤波器为复数滤波器时,将带内波动数据的频点搬移到基带内,并对带内波动数据取反得到复数滤波器带内的频域响应。
目标波动补偿滤波器即指待设计的波动补偿滤波器,目标波动补偿滤波器的类型并不唯一,可包括用于基带处理的复数滤波器和位于数字中频的实数滤波器。在扫频得到带内波动数据之后,具体可将将采集得到的带内波动数据导入MATLAB中,通过MATLAB进行波动补偿滤波器设计,操作便利。
当目标波动补偿滤波器为复数滤波器时,将带内波动数据的频点搬移到基带内后,对带内波动数据进行取反处理,得到与系统带内波动相反的频域响应,作为复数滤波器带内的频域响应。数据取反的方式并不唯一,具体可通过数据函数中的取反操作完成对带内波动数据的取反处理。
计算复数滤波器带内的频域响应的具体方式并不唯一,本实施例中,第一频域响应计算模块120包括初始频域响应获取单元和复数滤波器带内频域响应获取单元。
初始频域响应获取单元用于在系统的目标波动补偿滤波器为复数滤波器时,将带内波动数据的频点搬移到基带内,并对带内波动数据进行取反和归一化处理,得到初始频域响应。对带内波动数据进行取反后还进行归一化处理,便于后续的数据处理。
复数滤波器带内频域响应获取单元用于对初始频域响应及其阻带响应进行扩展,得到复数滤波器整个频带内的频域响应。对初始频域响应及其阻带响应进行扩展,以减小滤波器通带边缘振铃效应对带内信号的影响,从而减小生成滤波器的波动,改善波动补偿效果。
进一步地,在一个实施例中,初始频域响应获取单元包括处理单元和获取单元。
处理单元用于在系统的目标波动补偿滤波器为复数滤波器时,将带内波动数据的频点搬移到基带内,并对带内波动数据进行插值处理。可将频域的带内波动数据采用interp1函数进行插值,提高采样精度,以便于后面的处理。
获取单元用于对插值处理后的带内波动数据进行取反和归一化处理,得到初始频域响应。
第一滤波器系数计算模块130用于根据复数滤波器带内的频域响应计算得到目标波动补偿滤波器系数。
根据计算得到的复数滤波器带内的频域响应设计出相应的波动补偿滤波器,得到目标波动补偿滤波器系数。在一个实施例中,第一滤波器系数计算模块130包括信号转换单元、信号截取单元和系数提取单元。
信号转换单元用于对复数滤波器带内的频域响应进行快速傅立叶逆变换得到时域信号。
信号截取单元用于根据预设的滤波频带范围,采用多种窗函数对时域信号进行截取,并对比采用不同窗函数设计出的波动补偿滤波器的补偿效果。
系数提取单元用于获取补偿效果最优的波动补偿滤波器的系数作为目标波动补偿滤波器系数。
通过结合快速傅立叶逆变换和窗函数设计复数滤波器,根据不同窗函数设计出的波动补偿滤波器的补偿效果选择最优的系数,并可自动调整频域采样精度,提高了波动补偿准确性。
第二频域响应计算模块140用于当目标波动补偿滤波器为实数滤波器时,将带内波动数据的频点搬移到数字中频的第一奈奎斯特区内,并对带内波动数据取反得到实数滤波器带内的频域响应。
当目标波动补偿滤波器为实数滤波器时,将带内波动数据的频点搬移到数字中频的第一奈奎斯特区内进行取反处理,得到与系统带内波动相反的频域响应,作为实数滤波器带内的频域响应。同样通过数据函数中的取反操作完成对带内波动数据的取反处理。
计算实数滤波器带内的频域响应的具体方式并不唯一,本实施例中,第二频域响应计算模块140包括插值处理单元、数据取反单元和数据扩展单元。
插值处理单元用于当目标波动补偿滤波器为实数滤波器时,将带内波动数据的频点搬移到数字中频的第一奈奎斯特区内,对带内波动数据进行插值处理。
数据取反单元用于对插值处理后的带内波动数据进行取反和归一化处理,得到初始频域响应。
数据扩展单元用于对初始频域响应及其阻带响应进行扩展,得到实数滤波器整个频带内的频域响应。
对带内波动数据进行插值,提高采样精度。对带内波动数据进行取反后还进行归一化处理,便于后续的数据处理。对初始频域响应及其阻带响应进行扩展,以减小滤波器通带边缘振铃效应对带内信号的影响,从而减小生成滤波器的波动,改善波动补偿效果。
第二滤波器系数计算模块150用于根据实数滤波器带内的频域响应计算得到目标波动补偿滤波器系数。
根据计算得到的实数滤波器带内的频域响应设计出相应的波动补偿滤波器,得到目标波动补偿滤波器系数。在一个实施例中,第二滤波器系数计算模块150包括滤波器设计单元和系数获取单元。
滤波器设计单元用于根据实数滤波器带内的频域响应,采用FIRPM函数设计出相应的实数滤波器。
系数获取单元用于获取实数滤波器的系数作为目标波动补偿滤波器系数。
滤波器系数配置模块160用于将计算得到的目标波动补偿滤波器系数配置到目标波动补偿滤波器中。
将第一频域响应计算模块120或第二滤波器系数计算模块150计算得到的目标波动补偿滤波器系数配置到数字板上FPGA的波动校准滤波器中,即可实现对系统波动的补偿,增强信号带内的平坦度。
此外,超宽带自适应波动补偿系统还可包括滤波器阶数调整模块,滤波器阶数调整模块用于第一滤波器系数计算模块130根据复数滤波器带内的频域响应计算得到目标波动补偿滤波器系数之前,增大目标波动补偿滤波器的阶数。先配好目标波动补偿滤波器的阶数,然后决定快速傅立叶逆变换后窗函数的长度。波动补偿滤波器的校正效果还与滤波器的阶数有关,增大滤波器的阶数有利于进一步降低系统的波动。
上述超宽带自适应波动补偿系统,根据系统中目标波动补偿滤波器的类型对应进行处理,得到所需的波动补偿滤波器,可以根据需要产生基带所需的复数滤波器系数,或者数字中频所需的实数滤波器系数。通过加入一个频域响应与系统带内波动相反的波动补偿滤波器来抵消系统的带内波动,从而改善系统中每个载波信号频带内的平坦度,满足系统对带内波动指标的需求,提高了操作准确性。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种超宽带自适应波动补偿方法,其特征在于,包括以下步骤:
对系统进行扫频,采集系统在整个工作频率范围内的频率响应,得到带内波动数据;
当所述系统的目标波动补偿滤波器为复数滤波器时,将所述带内波动数据的频点搬移到基带内,并对所述带内波动数据取反得到复数滤波器带内的频域响应;
根据所述复数滤波器带内的频域响应计算得到目标波动补偿滤波器系数;
当所述目标波动补偿滤波器为实数滤波器时,将所述带内波动数据的频点搬移到数字中频的第一奈奎斯特区内,并对所述带内波动数据取反得到实数滤波器带内的频域响应;
根据所述实数滤波器带内的频域响应计算得到目标波动补偿滤波器系数;
将计算得到的目标波动补偿滤波器系数配置到所述目标波动补偿滤波器中;
根据所述复数滤波器带内的频域响应计算得到目标波动补偿滤波器系数,包括以下步骤:
对所述复数滤波器带内的频域响应进行快速傅立叶逆变换得到时域信号;
根据预设的滤波频带范围,采用多种窗函数对所述时域信号进行截取,并对比采用不同窗函数设计出的波动补偿滤波器的补偿效果;
获取补偿效果最优的波动补偿滤波器的系数作为所述目标波动补偿滤波器系数;
根据所述实数滤波器带内的频域响应计算得到目标波动补偿滤波器系数的步骤,包括以下步骤:
根据所述实数滤波器带内的频域响应,采用FIRPM函数设计出相应的实数滤波器;
获取所述实数滤波器的系数作为所述目标波动补偿滤波器系数。
2.根据权利要求1所述的超宽带自适应波动补偿方法,其特征在于,对所述带内波动数据取反得到复数滤波器带内的频域响应的步骤,包括以下步骤:
对所述带内波动数据进行取反和归一化处理,得到初始频域响应;
对所述初始频域响应及其阻带响应进行扩展,得到复数滤波器整个频带内的频域响应。
3.根据权利要求2所述的超宽带自适应波动补偿方法,其特征在于,对所述带内波动数据进行取反和归一化处理,得到初始频域响应之前,还包括对所述带内波动数据进行插值处理的步骤。
4.根据权利要求1所述的超宽带自适应波动补偿方法,其特征在于,所述对所述带内波动数据取反得到实数滤波器带内的频域响应的步骤,包括以下步骤:
对带内波动数据进行插值处理;
对插值处理后的带内波动数据进行取反和归一化处理,得到初始频域响应;
对初始频域响应及其阻带响应进行扩展,得到实数滤波器整个频带内的频域响应。
5.根据权利要求1所述的超宽带自适应波动补偿方法,其特征在于,所述根据所述复数滤波器带内的频域响应计算得到目标波动补偿滤波器系数的步骤之前,还包括增大目标波动补偿滤波器的阶数的步骤。
6.一种超宽带自适应波动补偿系统,其特征在于,包括:
带内波动数据获取模块,用于对系统进行扫频,采集系统在整个工作频率范围内的频率响应,得到带内波动数据;
第一频域响应计算模块,用于当所述系统的目标波动补偿滤波器为复数滤波器时,将所述带内波动数据的频点搬移到基带内,并对所述带内波动数据取反得到复数滤波器带内的频域响应;
第一滤波器系数计算模块,用于根据所述复数滤波器带内的频域响应计算得到目标波动补偿滤波器系数;
第二频域响应计算模块,用于当所述目标波动补偿滤波器为实数滤波器时,将所述带内波动数据的频点搬移到数字中频的第一奈奎斯特区内,并对所述带内波动数据取反得到复数滤波器带内的频域响应;
第二滤波器系数计算模块,用于根据所述实数滤波器带内的频域响应计算得到目标波动补偿滤波器系数;
滤波器系数配置模块,用于将计算得到的目标波动补偿滤波器系数配置到所述目标波动补偿滤波器中;
所述第一滤波器系数计算模块包括:
信号转换单元,用于对所述复数滤波器带内的频域响应进行快速傅立叶逆变换得到时域信号;
信号截取单元,用于根据预设的滤波频带范围,采用多种窗函数对所述时域信号进行截取,并对比采用不同窗函数设计出的波动补偿滤波器的补偿效果;
系数提取单元,用于获取补偿效果最优的波动补偿滤波器的系数作为所述目标波动补偿滤波器系数;
所述第二滤波器系数计算模块包括:
滤波器设计单元,用于根据所述实数滤波器带内的频域响应,采用FIRPM函数设计出相应的实数滤波器;
系数获取单元,用于获取所述实数滤波器的系数作为所述目标波动补偿滤波器系数。
7.根据权利要求6所述的超宽带自适应波动补偿系统,其特征在于,所述第一频域响应计算模块包括:
初始频域响应获取单元,用于在系统的目标波动补偿滤波器为复数滤波器时,将带内波动数据的频点搬移到基带内,并对带内波动数据进行取反和归一化处理,得到初始频域响应;
复数滤波器带内频域响应获取单元,用于对初始频域响应及其阻带响应进行扩展,得到复数滤波器整个频带内的频域响应。
8.根据权利要求6所述的超宽带自适应波动补偿系统,其特征在于,所述第二频域响应计算模块包括:
插值处理单元,用于当目标波动补偿滤波器为实数滤波器时,将带内波动数据的频点搬移到数字中频的第一奈奎斯特区内,对带内波动数据进行插值处理;
数据取反单元,用于对插值处理后的带内波动数据进行取反和归一化处理,得到初始频域响应;
数据扩展单元,用于对初始频域响应及其阻带响应进行扩展,得到实数滤波器整个频带内的频域响应。
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