[发明专利]一种用于解调含有高斯有色噪声信号的递推解调器

摘要

本发明涉及一种用于解调含有高斯有色噪声信号的递推解调器的设计，其包括采样模块、误差估计模块、相关性计算模块以及差分解调模块。先设置采样频率，对待测信号采样；然后使用误差估计模块对信号进行递推估算，计算估计误差；再以此估计误差为输入，根据设置的有色噪声模型的阶次与H无穷控制算子，设计相关性计算模块，递推计算噪声的相关性矩阵；递推到k_m次后，根据相关性矩阵的计算结果设置差分解调模块的阶次参数，对采样信号进行解调计算，判断解调结果是否符合精度要求，达到要求后输出解调结果。本发明的特点是整个解调过程以递推迭代形式实现，可根据解调的精度要求灵活选取递推次数，便于硬件实现。可用于电学层析成像的信号解调。

主权项

1.一种用于解调含有高斯有色噪声信号的递推解调器，包括采样模块、误差估计模块、相关性计算模块以及差分解调模块四个部分，其解调功能实现的步骤如下：首先设置采样频率f_s，对待测信号进行采样；然后使用基于最小二乘理论的误差估计模块对信号进行递推估算，计算估计误差∈(k)；再以此估计误差为输入，根据设置的有色噪声模型的阶次p与H无穷控制算子γ，设计针对估计误差的相关性计算模块，递推计算噪声的相关性矩阵A(k_p)；递推到k_m次后，根据相关性矩阵的计算结果设置差分解调模块的阶次参数，对采样信号进行迭代解调计算，判断解调结果是否符合精度要求，达到要求后输出解调结果；A.上述递推解调器中的误差估计模块，其特征在于利用最小二乘理论建立递推解调模型时，基于实际的操作环境中噪声相关矩阵事先未知的特点，建立如下递推估计过程：其中，k为采样点序数，y(k)为采样信号；H(k)是由采样频率f_s和信号的激励频率f唯一确定的相关矩阵；F(k)为Fisher信息矩阵，是一个含有待解调的频率信息的矩阵，J(k)为新息矩阵，其包含着递推过程的相关矩阵与采样信号相关性的更新信息，两者为计算过程的中间变量；X(k)表示递推解调的结果，根据更新的结果可以得出估计误差∈(k)；递推过程的起始值设置为F(0)＝0，J(0)＝0；B.上述的递推解调器的相关性计算模块，其特征在于利用估计误差将噪声从信号中分离并估计相关系数，引入了H无穷控制抑制了估计过程的发散，其递推估计形式如下：其中，p为表示有色噪声相关性的相关阶数，∈(k_p)为由估计误差所表示的噪声信息；E(k_p)是由∈(k_p‑p)～∈(k_p)组成的p*1阶矩阵；J_w(k_p)为本过程中的新息矩阵，包含着噪声与相关矩阵相关性的更新信息；k_m为设定的迭代次数；γ为H无穷控制因子,对其进行设定可以控制信息矩阵与新息矩阵不发散；F_w(k_p)为本过程的Fisher信息矩阵，是一个含有待解调的相关性信息的矩阵；其递推解调的噪声相关性结果用A(k_p)表示,具体形式如下：A(k_p)＝{a₁,......a_p}^T       (3)其中，a₁,......a_p为表示有色噪声相关性的p阶的相关系数；C.上述的递推解调器的差分解调模块，其特征在于根据有色噪声的相关性建立了如下的差分递推解调过程：其中F′(k)、J′(k)、H′(k)、y′(k)分别为差分形式下的信息矩阵、新息矩阵、相关矩阵以及输入的信息；其中H′(k)、y′(k)的具体形式如下：据此迭代过程可求得包含待解调的幅值与相位信息的矩阵X′(k)＝F′(k)^‑1J′(k)；进而求解含有噪声信号的幅值与相位：