[发明专利]一种黑盒子记忆性失真补偿方法

摘要

本发明涉及一种黑盒子记忆性失真补偿方法，其包括以下步骤1信号x经过信道也即黑盒子滤波器A后的输出信号y，将会产生记忆性失真信号，2信号经过滤波AS的输出为ys，LMS算法比较y和ys，不断迭代更新，得出AS的抽头系数，从而得出了信道的对于频率fc的记忆性失真特性，3滤波器AS求逆，得出滤波器DA的抽头系数；4输入信号x,经过信道的输出y,产生记忆性失真，失真信号经过信道逆滤波器DA矫正得出输出信号ys,恢复出来原始输入信号x。本发明的方法具有有益效果1当信道中记忆特性参数未知时，可得出信道记忆性失真特性并矫正；2当有一个参数未知的滤波器，可得出滤波器的参数，并得出滤波器对应的逆滤波器。

主权项

一种黑盒子记忆性失真补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)、定义输入信号：x＝x1+i*x2，x1和x2为实数，i为虚数单位，i表示x1和x2正交；I路输入信号的表达式为：x1(n)＝cos(2*pi*fc*n/fs+pi/4)，n∈[0～(length‑1)]；Q路输入信号的表达式为：x2(n)＝sin(2*pi*fc*n/fs+pi/4)，n∈[0～(length‑1)]；其中，fs为采样频率，fc为发送信号频率，pi为π，fs>2fc，length表示信号长度，length＝1024；(2)、将步骤(1)中的输入信号x＝x1+i*x2经过记忆性信道得出输出信号y＝y1+i*y2，y为复数，y1和y2为实数，i为虚数单位，y1对应I路x1的输出，y2对应Q路x2的输出；(3)、近似滤波器AS抽头系数长度L＝32,近似滤波器AS抽头系数的初值设为0，即same_xs(L)＝0；(4)、将步骤(1)中的输入信号x＝x1+i*x2经过近似滤波器AS，即通过差分运算得出输出信号ys＝y1s+i*y2s，其中y1s(n)=Σm=0L-1same_xs(m)×x1(n-m)]]>y2s(n)=Σm=0L-1same_xs(m)×x2(n-m)]]>ys表示信号经过近似滤波器AS后的输出信号，其中y1s对应着x1的输出，y2s对应着x2的输出，n表示信号的第n个离散点，n∈[0～(length‑1)]，length表示信号长度，length＝1024，same_xs(m)表示近似滤波器AS的第m个抽头系数，m∈[0～(L‑1)]，L为近似滤波器AS的抽头系数长度，L＝32；(5)、LMS算法：计算步骤(2)中得到的输出信号y＝y1+i*y2和步骤(4)得到的输出信号ys＝y1s+i*y2s的矢量差en(n)＝y(n)‑ys(n)＝(y1(n)‑y1s(n))+i*(y2(n)‑y2s(n))，n∈[0～(length‑1)]，length表示信号长度，length＝1024；(6)、更新近似滤波器AS的抽头系数：same_xs(n+1)＝same_xs(n)+2*mu*[(x1+x2)/2]，其中，same_xs(n+1)为本次迭代得出的近似滤波器AS的抽头系数，same_xs(n)为最近一次迭代的近似滤波器AS的抽头系数，mu为LMS算法中的迭代步长，0＜mu＜1/λmax，其中λmax为输入信号相关矩阵的最大特征值，n∈[0～(length‑1)]，length表示信号长度，length＝1024；(7)、根据步骤(5)得到的矢量差en(n)计算出步骤(2)中得到的输出信号y和此次迭代中步骤(4)得到的输出信号ys的均方误差(MSE_1)：MSE_1=1length*Σn=0length-1|en(n)|=1length*Σn=0length-1(y1(n)-y1s(n))2+(y2(n)-y2s(n))2]]>en(n)表示第n个离散点的矢量差，n∈[0～(length‑1)]，length表示信号长度，length＝1024，用MSE_0表示上次迭代中步骤(2)中输出信号y和步骤(4)中输出信号ys的均方误差，初始值EVM_0＝‑1；(8)、根据步骤(7)得到的此次迭代信号均方误差MSE_1和上次迭代得到的信号均方误差MES_0比较，判断MSE是否达到最小值，从而确定是否继续迭代更新近似滤波器AS的抽头系数：若MSE_0！＝‑1，并且，MSE_0≤MSE_1则停止迭代，进入步骤(10)；否则，令MSE_0＝MSE_1,并且进入步骤(9)，继续迭代更新近似滤波器AS的抽头系数；(9)、重复步骤(4)～(8)，迭代更新近似滤波器AS的抽头系数，使得步骤(2)中得到的输出信号y＝y1+i*y2和步骤(4)得到的输出信号ys＝y1s+i*y2s的信号均方误差达到最小；(10)、计算近似滤波器AS的幅频特性，即步骤(1)～(9)中得到的近似滤波器AS的抽头系数same_xs[L]，L＝32，经过64点fft变换到频域，得到滤波器AS幅频特性，用数组H_same_xs[2*L]表示，(11)、计算步骤(1)中的输入信号x含有的fc频率点且与近似滤波器的AS幅频数组中对应的数组坐标，fc为发送信号频率，fs为采样频率，表示向上取整；(12)、将滤波器DA的幅频特性设初值为1，用64位数组H_da_xs表示即H_da_xs＝ones(1,64)；(13)、计算出滤波器DA在fc频域处幅频特性H_da_xs(1,number_fc)＝1/H_same_xs(1,number_fc)；(14)、滤波器DA的幅频特性经过ifft到时域，得到逆滤波器DA的系数，用数组da_xs[L]表示,L＝32；(15)、失真矫正信号y＝y1+i*y2，经过逆滤波器DA后输出yx＝y1x+i*y2x，即I‑Q两路信号记忆性失真矫正完成。