一種頻率分段的通道均衡方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于陣列信號技術(shù)，涉及對一定帶寬內(nèi)通道不匹配的均衡方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在現(xiàn)代雷達和現(xiàn)代通信中，雙通道或多通道陣列信號處理的應(yīng)用越來越廣泛。例 如在雷達信號處理中，傳統(tǒng)的雷達旁瓣對消技術(shù)（SLC)，以及自適應(yīng)波束形成技術(shù)（ADBF)， 就是利用兩個或多個通道來對消來自與目標(biāo)不同角度的干擾；空時自適應(yīng)處理技術(shù) (STAP)則可利用多個通道來對消空時耦合的各類雜波。然而通道之間頻率特性的差異將造 成對消的剩余，從而造成信干噪比（SINR)或信雜噪比（SCNR)的下降。通道均衡能夠校正 通道間頻率特性的差異，改善通道對消性能，從而提高各種先進處理方法的SINR或SCNR。
[0003] 關(guān)于通道均衡，不少學(xué)者對之進行了研究，并發(fā)表了相關(guān)論文，如王峰等人的《基 于傅里葉變換的雷達通道均衡算法性能分析及改進》，李建平的《寬帶數(shù)字陣列雷達通道均 衡算法研究》，冉涌的《寬帶數(shù)字陣列雷達通道校正技術(shù)》，以及趙立艷的《數(shù)字陣列雷達中 通道均衡技術(shù)的研究》等。但以上論文提及的方法都是基于如何構(gòu)建時域濾波器系數(shù)的方 法，這種時域處理方法需通過邏輯時序單元實現(xiàn)，很難疊加到其它處理過程（如脈壓過程） 同時實現(xiàn)。另一方面，即使已知均衡濾波器的頻率響應(yīng)，直接在脈壓處理時應(yīng)用需要極大的 存儲空間，限制了頻域均衡的工程應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 發(fā)明創(chuàng)造的目的
[0005] 本發(fā)明的目的是：提出一種頻率分段的通道均衡方法，以滿足多通道陣列信號處 理的需要。
[0006] 技術(shù)方案
[0007] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種頻率分段的通道均衡方法，基于已知的通道頻域均衡 濾波器頻率特性e = [e [1]，e [2]，…，e [P] ]τ，其中e [P]代表從-fs/2至fs/2內(nèi)P個不同 頻點的均衡系數(shù)，P = 1…P，fs為采樣頻率；已采集的參考通道與待均衡通道的基帶復(fù)信號 xdP xA，xM= [xM[l], xM[2],…，xM[L]]%參考通道的復(fù)信號，xM[l]是參考通道第1個復(fù)采 樣，1 = 1···ΜχΑ= [χΑ[1]，χΑ[2]，···，χΑα]]τ為待均衡通道的復(fù)信號，x M[l]是參考通道第 1個復(fù)采樣，1 = 1···? ;信號所占帶寬為BW，其中[· ]τ表示轉(zhuǎn)置；其特征在于，通道均衡的 步驟如下：
[0008] 第1步、將頻域均衡濾波器轉(zhuǎn)換為N點濾波器：選取N為大于等于L的最小二的 冪，求頻域均衡濾波器的N點頻率特性<，
[0010] 其中FFT (·，Ν)表示N點快速傅里葉變換，IFFT (·，Ν)表示N點快速傅里葉逆變 換；
[0011] 第2步、求出分段均衡的各段濾波器系數(shù)：
[0012] 2. 1、根據(jù)需要將N點分為K段，每段M個頻點，即N = MXK，將4變?yōu)镸XK的矩 陣蜮
[0014] 其中reshape ( ·，Μ，Κ)表示將向量變?yōu)镸XK的矩陣，并將4寫成如下的塊矩陣：
[0016] 其中丨為MX (Ffl)的塊矩陣，代表Ε|的1~F1-I列，Β,°/χ巧-以）為 MX (Wl)的塊矩陣，代表祀的匕~F2列，為MX (K-F2)的塊矩陣，代表Eg的 K-F2+l~K列，匕分別表示K個頻段中的F ^ F2個子頻段，F(xiàn)廣F 2個子頻段覆蓋信號帶 寬BW ;
[0017] 2. 2、對進行處理，得到頻率分段均衡系數(shù)eK:
[0018] 2. 2. 1、首先，對求平均，
[0020] 其中，mean( ·)為對列求平均，
[0021] 2. 2. 2、隨后，將ef的1~F1-I以及F2+l~K個元素置為1，得到各段濾波器系數(shù) 為e K，寫為下式：
[0023] 其中，為頻率分段處理后需要存儲的頻域均衡系數(shù)。
[0024] 2. 3、根據(jù)分段均衡系數(shù)％求得實際均衡時所采用N點頻域均衡系數(shù)e N:
[0026] 其中，[· ]τ為矩陣轉(zhuǎn)置；
[0027] 第3步、用eN對待均衡通道的基帶復(fù)信號χΑ進行均衡處理，得到均衡后的復(fù)信號 序列X?;
[0028] 3. 1、將待均衡通道的基帶復(fù)信號xA轉(zhuǎn)換到頻域；
[0029] Xan= FFT (x a, N)-------------------------[7]
[0030] 3. 2、在頻域用eN對待均衡通道的頻域數(shù)據(jù)進行均衡處理并轉(zhuǎn)換到時域；
[0031] XANE= IFFT(XAN*eN)-------------------------[8]
[0032] 3. 3、對N點復(fù)信號序列xANE取前1*L個數(shù)據(jù)，得到均衡后的復(fù)信號序列x AE
[0033] xAE= xANE(l :L)-------------------------[9] 〇
[0034] 發(fā)明創(chuàng)造的優(yōu)點
[0035] 本發(fā)明能夠減少通道均衡所需的存儲空間，改善通道間對消性能，從而提升陣列 處理性能，滿足現(xiàn)代通信系統(tǒng)以及相控陣?yán)走_系統(tǒng)等對多通道陣列信號處理的需要。
【具體實施方式】
[0036] 下面對本發(fā)明做進一步詳細(xì)說明。一種頻率分段的通道均衡方法，基于已知的通 道頻域均衡濾波器頻率特性e = [e [1]，e [2]，…，e [P] ]τ，其中e [p]，p = 1···Ρ代表從_fs/2 至fs/2內(nèi)P個不同頻點的均衡系數(shù)，fs為采樣頻率；已采集的參考通道與待均衡通道的基 帶復(fù)?目號Xm和X A，xM= [X M[l]，xm[2]，…，Xm[L] ]%參考通道的復(fù)?目號，X M[l]，1 = 1…L是 參考通道第1個復(fù)采樣；&=[^[1]，&[2]，一，&1]^為待均衡通道的復(fù)信號，^[1]，1 = 1…L是參考通道第1個復(fù)采樣；信號所占帶寬BW，其中[· ]τ表示轉(zhuǎn)置；其特征在于，通道 均衡的步驟如下：
[0037] 1、將頻域均衡濾波器轉(zhuǎn)換為N點濾波器：為便于L點時域信號χΜ[1]的頻域濾波 處理，選取N為大于等于L的最小二的冪，求濾波器的N點頻率特性eg，
[0039] 其中FFT (·，N)表示N點快速傅里葉變換，IFFT (·，N)表示快速傅里葉逆變換；
[0040] 2、求出分段均衡的各段濾波器系數(shù)，將實際使用的系數(shù)由N點減少為（F2-Ffl) 點，以減少后續(xù)處理的運算量：
[0041] 2. 1、根據(jù)需要將N點分為K段，每段M個頻點，即N = MXK，將 < 變?yōu)镸XK的矩 陣
[0043] 其中reshape(*，M，K)表示將向量變?yōu)镸XK的矩陣，并將寫成如下的塊矩陣：
[0045] 其中誇】為MX (F「l)的塊矩陣，代表Ef.的1~F1-I列，為 MX (F2-FM)的塊矩陣，代表E總的FfF2列，咐-F2)為MX (K-F2)的塊矩陣，代表Eg的 K-F2+l~K列，匕分別表示K個頻段中的F ^ F2個子頻段，F(xiàn)廣F 2個子頻段覆蓋信號帶 寬BW ;1~F1-I及K-F2+l~K個子頻段為帶外部分；
[0046] 2. 2、對Ef進行處理，得到頻率分段均衡系數(shù)eK:
[0047] 2. 2. 1、首先，對的求平均，
[0049] 其中，mean( ·)為對列求平均，
[0050] 2. 2. 2、隨后，將ef的1~F1-I以及F2