[发明专利]一种用于调制宽带转换器的非理想滤波器的补偿方法

说明书

一种用于调制宽带转换器的非理想滤波器的补偿方法，涉及信号处理领域，具体涉及一种针对调制宽带转换器硬件系统的滤波器的补偿方法。为了解决实际的低通滤波器与理想低通滤波器之间的非理想差异使得信号的理想重构难以实现的问题，本发明首先结合理想滤波器采样频率得到理想滤波器情况下每个通道的采样点数，并根据非理想滤波器采样频率和采样时长得到实际情况下每个通道的采样点数；获得非理想滤波器在支持集的频点处的频响特性，并确定物理硬件系统采样数据需要补偿的频点位置，然后计算傅立叶补偿系数并进行非理想滤波器的傅立叶系数补偿，最后进行逆离散傅里叶变换得到补偿后的数据。本发明适用于调制宽带转换器硬件系统的滤波器的补偿。

技术领域

本发明涉及信号处理领域，具体涉及一种针对调制宽带转换器硬件系统的滤波器的补偿方法。

背景技术

2004年由E.Candès、T.Tao等人提出的压缩感知(Compressed Sensing,CS)或称称压缩采样(Compressive Sampling，CS)是一种全新的信号采集理论，它充分利用信号稀疏性或可压缩性，对信号先进行压缩再采样，打破了传统信号采集中先采样后压缩传输的观念。CS理论指出，当信号具有稀疏性时，可以通过全局观测的方式同时实现信号压缩和采样，只需要采集少量非自适应的线性观测值就可以获得信号的全部信息，所以采样率远低于奈奎斯特采样率。

由CS理论发展出的多种压缩采样结构，如随机解调系统、随机调制预积分系统、调制宽带转换器(Modulated Wideband Converter，MWC)等。其中调制宽带转换器系统具有硬件实现可行性更好的特点，可以实现对频域稀疏的多频带信号的压缩采样与重构，仅用商业器件解决了高频信号的采样硬件设备庞大昂贵问题。调制宽带转换器的结构如图1所示，由多组结构相同的通道组成，每个通道主要由乘法器、低通滤波器、低速采样模块组成。

多频带信号进入系统后，同时与多路不同的伪随机序列进行混频，这个过程利用了通信理论中的频谱扩展技术，混频前端将信号频谱搬移到基带内进行处理，混频后的信号经过一个理想低通滤波之后被低速ADC进行均匀采样，理想低通滤波器的频响特性如图2所示，多路采样数据经过重构后便可以得到原始信号的奈奎斯特采样数据。

在调制宽带转换器的理论论述过程中，需要使用理想低通滤波器对调制后的模拟信号进行处理。而在实际应用中，理想低通滤波器很难通过现有硬件设备条件实现，人们往往使用高阶巴特沃斯或切比雪夫滤波器进行代替。

实际的低通滤波器与理想低通滤波器相比，主要存在以下三点不足：

1)频响函数H(f)在通带不一定是平坦的，即有可能存在通带波动与衰减；

2)H(f)不具备矩形频响特性，即通带与阻带之间无法实现骤变；

3)阻带的|H(f)|不是严格的0，即阻带衰减不够。

由于实际的低通滤波器存在以上的不足，所以此时对调制宽带转换器系统采样进行频域分析时，便不可忽略滤波器频响函数H(f)带来的影响，如果不消除这些影响系统便难以实现信号的理想重构。

发明内容

本发明为了解决实际的低通滤波器与理想低通滤波器之间的非理想差异使得信号的理想重构难以实现，从而提出一种用于调制宽带转换器的非理想滤波器的补偿方法。

一种用于调制宽带转换器的非理想滤波器的补偿方法，包括以下步骤：

步骤一、假设每次采样时长为t，结合理想滤波器采样频率f_s得到理想滤波器情况下每个通道的采样点数N₁；