【技术实现步骤摘要】
一种基于正频率频带复信号的MWC系统传感矩阵系数校准方法
[0001]本专利技术涉及一种基于正频率频带复信号的调制宽带转换器(Modulated Wideband Converter,MWC)传感矩阵系数校准方法,属于高速模拟信息转换
技术介绍
[0002]MWC是一种基于压缩感知理论的模拟信息转换器系统。MWC由多个通道并行的随机解调结构组成,每一通道包含混频器、模拟低通滤波器以及ADC等器件,用周期性变化的随机在高低电平间跳变的高频信号,即伪随机序列进行混频,然后低通滤波,最后低速采样,将高频的模拟信号进行压缩并用相对低速的模数转换器(Analog to Digital Converter,ADC)进行采样。所以MWC可以认为是一种采样结构,该结构可以在输入信号频谱稀疏且未知的情况下,能够以远低于信号奈奎斯特频率的采样频率完成对输入信号的采样,并且利用采样信息和重构算法可以完美重构出原始输入信号波形。信号的重构实质上就是利用重构算法求解压缩感知问题Y=AX,其中Y是MWC系统输出的采样序列构成的矩阵,A是理论传感矩阵代表着MWC系统输入和输出之间的关系,X就代表我们需要求解的原始输入信号。
[0003]然而,由于MWC系统硬件带有的例如器件非线性、延迟和噪声等各种非理想因素的影响,使输入输出之间的关系变为Y=CX,实际传感矩阵C中的系数相对于A中理论值产生了很大的偏差,如果直接用理论传感矩阵A进行信号重构,会导致信号重构失败甚至无法重构信号。因此我们需要利用校准方法校准出实际传感矩阵中的系数,只 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于正频率频带复信号的MWC系统传感矩阵系数校准方法,其特征在于:设计只在正频率子带内存在频谱内容的频带复信号作为测试信号,而且每个测试信号的频带分别位于每两个相邻子带的不同侧,每个频带的宽度设置为小于子带宽度的50%;然后将设计好的测试信号逐个分实部和虚部分别加入MWC系统,将每个通道输出的两组采样序列分别合成一组复数序列,将得到的复数采样序列做快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)得到其FFT序列然后与滤波器补偿序列对应点相乘,截取每个频带对应的补偿后FFT序列与测试信号的对应频带位置的FFT序列进行对应点相除并取均值,并根据传感矩阵系数的共轭关系将求得的均值取共轭即可校准得到每个通道的两组传感矩阵系数;在校准之前应先测得实际电路中低通滤波器的频域响应并计算出滤波器的补偿序列,然后将实际低通滤波器在数字域补偿成理想低通滤波器。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于具体步骤如下:步骤一:采集或设置MWC系统的各项参数:奈奎斯特频率设置为f
nyq
,物理通道数为m,理想低通滤波器的通带范围设置为[
‑
f
s
/2,f
s
/2],则ADC的采样率和采样点数分别设置为f
s
和N,伪随机序列的周期设置为T
p
,其在每个周期内高低电平变化的次数设置为M,其中M设置为奇数且令(M+1)/4为整数,此外还要满足f
s
=f
p
=1/T
p
,其中f
p
为MWC系统划分子带的宽度;由以上参数可知,MWC输入信号的频谱在范围内被均分为M份子带,且每个子带的宽度为f
p
;先给每个子带添加序号,从负频率到正频率每个子带的序号令为
‑
M0,
…
,
‑
1,0,1,
…
,M0,其中M0=(M
‑
1)/2,进而确定需要设计的测试信号的个数为(M+1)/4;步骤二:用频点扫描法测量低通滤波器的双边频率响应并按FFT结果的排列形式(正频率频点值在左,负频率频点值在右)将其离散化为N个点的序列H[k],k的取值为0到N
‑
1;根据B[k]=I[k]/H[k]的关系求出滤波器补偿序列B[k],其中I[k]为理想低通滤波器的FFT序列;步骤三:设计长度为MN的测试信号FFT序列F
r
[n],其中下标r表示测试信号的序号,r的取值为1,2,...,R,其中R=(M+1)/4为测试信号的总个数,n的取值范围为0到MN
‑
1;设计的频带宽度为B0(B0=0.375f
p
),则其在FFT序列F
r
[n]中所等效的点数为一半子带宽度等效点数为间隔等效点数为以上计算符表示向下取整;则有FFT序列F
r
[n]的构成规则为:首先r=1时,...
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