通道校準技術的研究

1、通道校準技術的研究【內容摘要】：本文介紹了校正和均衡的基本算法，通過仿真驗證了理論的正確性。工程應用中硬件資源有限，文中分析了校正技術和均衡技術的性能差異，在滿足良好性能的條件下以校正替代均衡減少計算復雜度?！居⑽恼浚篒n this paper, the basic algorithm of correction and equalization is introduced, and the correctness of the theory is verified by simulation. The hardware resources are limited in engineeri

2、ng applications. The performance differences between the correction technique and the equalization technique are analyzed in this paper. In order to satisfy the good performance, the equalization is corrected and the computational complexity is reduced【關鍵字】：校準；時域；頻域.1. 窄帶校正技術窄帶系統(tǒng)中，通道內部的頻率特性相同，失配現(xiàn)象主要

3、由通道間的幅相特性不匹配引起。任意選取一路通道作為參考通道，則其余通道都稱為失配通道。（1.1.1）分別取各通道頻點的頻率響應最大值（1.1.2）其比值為（1.1.3）從式（1.1.3）可以看出，將失配通道輸出信號的頻率響應乘以就能使各通道輸出信號的頻率響應與參考通道輸出信號的頻率響應相等。如此，可以認為通道失配現(xiàn)象得到了校正。2. 寬帶均衡技術2.1 時域基本算法圖3-1為通道均衡時域算法的原理實現(xiàn)框圖。圖1-1 時域均衡原理示意圖（2.1.1）（2.1.2）令通道的均方誤差為（2.1.3）（2.1.4）（2.1.5）（2.1.6）矩陣求逆所需要的計算量非常巨大，會占用很多硬件資源，所以一般

4、選擇預先計算出權系數(shù)的值存入寄存器中，并使用這組固定系數(shù)對通道進行均衡。2.2 頻域基本算法圖2-1為通道均衡頻域算法的原理實現(xiàn)框圖。圖2-1 頻域均衡原理示意圖假設第個通道的頻率響應為，均衡濾波器的頻率響應為。均衡后通道的頻率響應為，則有（2.2.1）（2.2.2）（2.2.3）對濾波器的頻域響應作M點FFT變換到頻域處理，則（2.2.4）使用FIR濾波器對理想均衡器進行逼近，則每個頻點處實際均衡器和理想均衡器的誤差為（2.2.5）對每個采樣頻點進行最小二乘擬合（2.2.6）當理想均衡器和實際均衡器在每個頻點上的誤差都達到最小時表示均衡器擬合成功，此時FIR濾波器可以起到補償通道幅相誤差的作

5、用。 3.1 窄帶校正技術與通道均衡技術綜合分析1 各頻點校正與均衡后的方向圖比較分別在下列帶寬系統(tǒng)下選取一些頻點作出校正后和均衡后的陣列方向圖。（1） 輸入信號中心頻率3.1GHz，帶寬200MHz，采樣率400MHz。 （a）頻率為3101MHz時的頻點 （b）頻率為3105MHz時的頻點 （c）頻率為3110MHz時的頻點 （d）頻率為3120MHz時的頻點 （e）頻率為3140MHz時的頻點 （f）頻率為3200MHz時的頻點圖3-1 帶寬200MHz時不同頻點校正后方向圖由圖3-1可以看出，所以，在寬帶系統(tǒng)中使用均衡技術是非常有必要的，校正技術的適用帶寬應當小于40MHz。（2） 輸

6、入信號中心頻率9.5GHz，帶寬1.6GHz，采樣率3.6GHz （a）頻率為9501MHz時的頻點 （b）頻率為9505MHz時的頻點（c）頻率為9520MHz時的頻點 （d）頻率為9550MHz時的頻點（e）頻率為9600MHz時的頻點 （f）頻率為1000MHz時的頻點圖3- 2 帶寬1.6GHz時不同頻點校正后方向圖由圖3- 可以看出通道均衡算法無論在什么樣的帶寬系統(tǒng)下性能都要優(yōu)于校正算法。 通道的失配程度是選擇校正技術和均衡技術的關鍵條件，在失配程度足夠小的時候，校正可以取代均衡并達到系統(tǒng)對幅相一致性的要求。2 不同的信號采樣率下校正與均衡比較 （a）BT=0.8 （b）BT=0.5

7、（a）BT=0.2 （b）BT=0.1圖3-3 不同采樣率校正后的方向圖由圖3-可以得出，系統(tǒng)采樣率越高，所需要的計算量就越大。實際工程中，硬件資源是有限的，不可能通過無限制地增加采樣率來提高算法性能，所以應當結合系統(tǒng)的帶寬和通道的失配程度合理選取適當?shù)男始夹g?？偨Y本章主要介紹了窄帶校正和寬帶均衡。校正技術主要應用于窄帶系統(tǒng)中，優(yōu)點是算法實現(xiàn)簡單，計算量小。頻域算法通過分析通道的頻率響應直接對均衡濾波器權系數(shù)進行擬合。本章通過仿真實驗論證了均衡算法的正確性，并且對校正技術和均衡技術的性能進行了比較分析，得出：在同等條件下，系統(tǒng)采樣率越高，校正的效果越好，但是過高的采樣率無法應用到實際工程中。所以，實際工程中需要合理地選擇校正技術和均衡技術進行應用，在滿足系統(tǒng)要求的情況下盡量減少硬件資源的占用?！緟⒖嘉墨I】：1胡永君, 陳文俊.基于分數(shù)時延濾波器的寬帶數(shù)字信號時 延的實現(xiàn) J .雷達與對抗 , 2010, 30(2):37 -40