本发明专利技术提供了一种基于Mallat算法和预失真技术的失真数据补偿方法，首先将已知信号V0通过接收系统，利用Mallat算法对接收机接收到的信号进行离散分解，得到接收信号Vt的高频和低频成分，再对其进行二插值重构，并与原始信号对比得到由于接收系统引入的噪声或失真波形，最后将其传输函数的反函数f‑1置于预失真器中，当接收信号V(t0)依次经过预失真器和接收系统后，由于电路的叠加效应，接收系统引入的误差和畸变就会被预失真器抵消，得到逼近原始接收信号的可用信号V(t1)；本发明专利技术用于补偿信号通过天线等接收系统后产生的误差和畸变，简化了实现过程，恢复和保持了接收信号信息，提高了后续分析的稳健性和可靠性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于信号处理中的失真信号补偿方法领域，特别适用于对信号通过接收系统后引入误差的补偿。
技术介绍
目前，电磁环境复现生成技术已经成为电磁环境模拟领域的研究重点和热点。如何准确捕获战场空间的电磁环境并对其进行分析、编辑、重构、复现，已经成为科研工作者非常重视的研究内容。而随着高功率设备和微电子技术的高速发展，战场空间电磁环境愈加复杂。极小的电磁干扰就可能会对设备的接收信号造成严重的干扰，对后续信号分析利用都会产生较大的影响。在实际测量接收系统中，由于天线系数、电缆衰减、探头转移阻抗以及周围环境等因素的影响，会对接收到的波形造成一定偏差和畸变。从而影响到后期基于接收信号的雷达目标识别和电磁环境复现，会对后续评估分析过程造成非常大的影响，从而降低目标识别的准确度，在一些特殊情况下甚至会造成灾难。目前，关于失真信号补偿的技术有很多，如鲁棒控制法、矢量量化法、时空处理法、传递函数修正法、小波分析法等。但这些方法的算法都较为复杂，需要详细了解接收系统的各项参数后，从而进行消噪，具体实现较为困难。Mallat算法利用二插值理论，可以在不知道接收系统参数的前提下对失真波形进行分解重构。预失真技术最初应用于功放输出线性化技术中，是指在不影响功放效率的前提下，加入预失真模块，对功放的非线性输出进行补偿，从而达到输出信号的线性化。尤其是自适应预失真技术的应用，可以跟踪补偿由于环境温湿度、振动、器件潜在性失效、信号漂移等造成的误差。而在信号消噪方面，并没有发现预失真技术的应用。
技术实现思路
本专利技术提供了一种基于Mallat算法和预失真技术的失真数据补偿方法，用于补偿信号通过天线等接收系统后产生的误差和畸变。为克服现有技术的不足，本专利技术采用的技术方案是：一种基于Mallat算法和预失真技术的失真数据补偿方法，首先将已知信号V0通过接收系统，利用Mallat算法对接收机接收到的信号进行离散分解，得到接收信号Vt的高频和低频成分，再对其进行二插值重构，并与原始信号V0对比得到由于接收系统引入的噪声或失真波形，最后将其传输函数的反函数f-1置于预失真器中，当接收信号V(t0)依次经过预失真器和接收系统后，由于电路的叠加效应，接收系统引入的误差和畸变就会被预失真器抵消，得到逼近原始接收信号V(t0)的可用信号V(t1)。本专利技术只需要对接收信号进行处理即可得到接收系统引入的误差，不需要额外接收系统信息，最大化的简化了实现过程，较好地恢复和保持了接收信号信息，提高了后续分析的稳健性和可靠性。本专利技术的步骤如下：第一步，对接收信号Vt进行预处理应用二尺度方程基于多分辨率分析的多采样率滤波器组分解信号，可把信号分解为离散平滑分量和离散细节分量。第二步，离散信号重构信号分解为离散平滑分量和离散细节分量，可以得到递推的Mallat分解算法为：cj,k=Σmh0(m-2k)cj-1,m---(1)]]>dj,k=Σmh1(m-2k)cj-1,m---(2)]]>cj,k为离散平滑分量，dj,k为离散细节分量，又分别为第j层的尺度系数和小波系数，h0和h1分别为低通和高通滤波系数，分别输出信号的低频信息和高频信息。上式表明其可由第j-1层的尺度系数经过滤波器进行加权求和得到。因此信号可重构为：cj-1,m=Σk(h*0(m-2k)cj,k+h*1(m-2k)dj,k)---(3)]]>h*0和h*1分别为低通和高通滤波系数的反变换，为正交滤波器组，其输出信号带宽均为原信号带宽的一半，采样速率也随之减半。向下的箭头和向上的箭头分别表示二抽取和二插值，分别对应在每隔对应样本数量抽样或插值一次，数据长度也随之减半和增加一倍，从而恢复至原始信号长度。信号的分解和重构互为逆过程。信号重构过程中，插值后的数据需经过低通和高通滤波器处理，目的是为了将补零后的波形做平滑处理。第三步，畸变信号获取将重构后的信号与原始信号作对比，可得到信号经过接收系统后所受到的干扰和噪声信号f(t)。第四步，预失真处理预失真处理模块的传输特性为第三步中得到的接收系统引入的噪声畸变信号的反函数，当未知输入信号依次经过预失真和原始接收模块之后，输出信号就只剩下线性增益，这样就实现了对接收系统入噪声的消除。由于采用如上所述的技术方案，本专利技术的优越性是：本专利技术只需要对接收信号进行处理即可得到接收系统引入的误差，不需要额外接收系统信息，最大化的简化了实现过程，较好地恢复和保持了接收信号信息，提高了后续分析的稳健性和可靠性；克服了
技术介绍
的两种方法存在的缺陷，将预失真技术和小波分析两个技术结合起来，可将接收系统引入误差的传递函数置于预失真器中，只需要通过一个先验波形对接收信号进行处理即可得到接收系统引入的误差，不需要额外接收系统信息，最大化的简化了实现过程，较好地恢复和保持了接收信号信息。并且该项结合技术经研究证明具有良好的消噪补偿效果。附图说明图1信号的分解与重构示意图。图2原始信号与失真信号。图3重构后恢复信号。图4验证信号(1)与重构信号对比。图5验证信号(2)与重构信号对比。图6本专利技术的补偿原理图。具体实施方式为了更好地理解本专利技术的技术方案，以下内容将结合附图对本专利技术的实施方式作进一步描述。如图1、2、3、4、5、6所示，一种基于Mallat算法和预失真技术的失真数据补偿方法，首先将已知信号V0通过接收系统，利用Mallat算法对接收机接收到的信号进行离散分解，得到接收信号Vt的高频和低频成分，再对其进行二插值重构，并与原始信号V0对比得到由于接收系统引入的噪声或失真波形，最后将其传输函数的反函数f-1置于预失真器中，当接收信号V(t0)依次经过预失真器和接收系统后，由于电路的叠加效应，接收系统引入的误差和畸变就会被预失真器抵消，得到逼近原始接收信号V(t0)的可用信号V(t1)。本专利技术只需要对接收信号进行处理即可得到接收系统引入的误差，不需要额外接收系统信息，最大化的简化了实现过程，较好地恢复和保持了接收信号信息，提高了后续分析的稳健性和可靠性。其具体步骤如下：第一步，对接收信号Vt进行预处理应用二尺度方程基于多分辨率分析的多采样率滤波器组分解信号，可把信号分解为离散平滑分量和离散细节分量。第二步，离散信号重构信号分解为离散平滑分量和离散细节分量，可以得到递推的Mallat分解算法为：cj,k=Σmh0(m-2k)cj-1,m---(1)]]>dj,k=Σmh1(m-2k)cj-1,m---(2)]]>cj,k为离散平滑分量，dj,k为离散细节分量，又分别为第j层的尺度系数和小波系数，h0和h1分别为低通和高通滤波系数，分别输出信号的低频信息和高频信息。上式表明其可由第j-1层的尺度系数经过滤波器进行加权求和得到。因此信号可重构为：cj-1,m=Σk(h*0(m-2k)cj,k+h*1(m-2k)dj,k)---(3)]]>h*0和h*1分别为低通和高通滤波系数的反变换，为正交滤波器组，其输出信号带宽均为原信号带宽的一半，采样速率也随之减半。向下的箭头和向上的箭头分别表示二抽取和二插值，分别对应在每隔对应样本数量抽样或插值一次，数据长度也随之减半和增加一倍，从而恢复至原始信号长度。信号的分解和重构互为本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于Mallat算法和预失真技术的失真数据补偿方法，其特征是：首先将已知信号V0通过接收系统，利用Mallat算法对接收机接收到的信号进行离散分解，得到接收信号Vt的高频和低频成分，再对其进行二插值重构，并与原始信号V0对比得到由于接收系统引入的噪声或失真波形，最后将其传输函数的反函数f‑1置于预失真器中，当接收信号V(t0)依次经过预失真器和接收系统后，由于电路的叠加效应，接收系统引入的误差和畸变就会被预失真器抵消，得到逼近原始接收信号V(t0)的可用信号V(t1)；其具体步骤如下：第一步，对接收信号Vt进行预处理应用二尺度方程基于多分辨率分析的多采样率滤波器组分解信号，把信号分解为离散平滑分量和离散细节分量；第二步，离散信号重构信号分解为离散平滑分量和离散细节分量，得到递推的Mallat分解算法为：cj,k=Σmh0(m-2k)cj-1,m---(1)]]>dj,k=Σmh1(m-2k)cj-1,m---(2)]]>cj,k为离散平滑分量，dj,k为离散细节分量，又分别为第j层的尺度系数和小波系数，h0和h1分别为低通和高通滤波系数，分别输出信号的低频信息和高频信息；上式表明其由第j‑1层的尺度系数经过滤波器进行加权求和得到；因此信号重构为：cj-1,m=Σk(h*0(m-2k)cj,k+h*1(m-2k)dj,k)---(3)]]>h*0和h*1分别为低通和高通滤波系数的反变换，为正交滤波器组，其输出信号带宽均为原信号带宽的一半，采样速率也随之减半；向下的箭头和向上的箭头分别表示二抽取和二插值，分别对应在每隔对应样本数量抽样或插值一次，数据长度也随之减半和增加一倍，从而恢复至原始信号长度；信号的分解和重构互为逆过程；信号重构过程中，插值后的数据需经过低通和高通滤波器处理，目的是为了将补零后的波形做平滑处理；第三步，畸变信号获取将重构后的信号与原始信号作对比，得到信号经过接收系统后所受到的干扰和噪声信号f(t)；第四步，预失真处理预失真处理模块的传输特性为第三步中得到的接收系统引入的噪声畸变信号的反函数，当未知输入信号依次经过预失真和原始接收模块之后，输出信号就只剩下线性增益，这样就实现了对接收系统入噪声的消除。...
【技术特征摘要】
1.一种基于Mallat算法和预失真技术的失真数据补偿方法，其特征是：首先将已知信号V0通过接收系统，利用Mallat算法对接收机接收到的信号进行离散分解，得到接收信号Vt的高频和低频成分，再对其进行二插值重构，并与原始信号V0对比得到由于接收系统引入的噪声或失真波形，最后将其传输函数的反函数f-1置于预失真器中，当接收信号V(t0)依次经过预失真器和接收系统后，由于电路的叠加效应，接收系统引入的误差和畸变就会被预失真器抵消，得到逼近原始接收信号V(t0)的可用信号V(t1)；其具体步骤如下：第一步，对接收信号Vt进行预处理应用二尺度方程基于多分辨率分析的多采样率滤波器组分解信号，把信号分解为离散平滑分量和离散细节分量；第二步，离散信号重构信号分解为离散平滑分量和离散细节分量，得到递推的Mallat分解算法为：cj,k=Σmh0(m-2k)cj-1,m---(1)]]>dj,k=Σmh1(m-2k)cj-1,m---(2)]]>cj,k为离散平滑分量，dj,k为离散细节分量，又分别为第j层的尺度系数和小波系数...
【专利技术属性】
技术研发人员：贾锐，王川川，张晓芬，赵明洋，许佳奇，
申请(专利权)人：电子信息系统复杂电磁环境效应国家重点实验室，
类型：发明
国别省市：河南;41
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