本發(fā)明涉及移動通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種超寬帶自適應(yīng)波動補償方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著移動通信技術(shù)的發(fā)展，用戶對移動通信的要求越來越高，這需要提升移動通信系統(tǒng)或設(shè)備的性能來滿足要求。在實際的系統(tǒng)中，由于元器件對不同頻率的信號具有不同的響應(yīng)，因此對應(yīng)相等的輸入功率時，不同頻點的輸出功率也往往不相等，產(chǎn)生了頻域范圍的波動。

數(shù)字通信系統(tǒng)的帶內(nèi)波動主要是由通信鏈路的模擬部分，如雙工器、模擬放大器、聲表面濾波器等器件所引起的，如果整個系統(tǒng)設(shè)計不是選用具有較好帶內(nèi)波動的器件或者濾波器的匹配做得不夠好的話，很難滿足系統(tǒng)帶內(nèi)波動的要求。傳統(tǒng)的帶內(nèi)波動補償方式是在濾波器的輸入或輸出端加入小電感或小電容來改變?yōu)V波器的輸入或輸出匹配，改變?yōu)V波器的頻域響應(yīng)，從而改善整個鏈路的波動。然而隨著移動通信載波信號帶寬的急劇增大，給調(diào)試帶來困難，且手動調(diào)節(jié)無法確保準確性。傳統(tǒng)的帶內(nèi)波動補償方式存在操作準確性低的缺點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

基于此，有必要針對上述問題，提供一種可提高操作準確性的超寬帶自適應(yīng)波動補償方法和系統(tǒng)。

一種超寬帶自適應(yīng)波動補償方法，包括以下步驟：

對系統(tǒng)進行掃頻，采集系統(tǒng)在整個工作頻率范圍內(nèi)的頻率響應(yīng)，得到帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)；

當所述系統(tǒng)的目標波動補償濾波器為復數(shù)濾波器時，將所述帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)的頻點搬移到基帶內(nèi)，并對所述帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)取反得到復數(shù)濾波器帶內(nèi)的頻域響應(yīng)；

根據(jù)所述復數(shù)濾波器帶內(nèi)的頻域響應(yīng)計算得到目標波動補償濾波器系數(shù)；

當所述目標波動補償濾波器為實數(shù)濾波器時，將所述帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)的頻點搬移到數(shù)字中頻的第一奈奎斯特區(qū)內(nèi)，并對所述帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)取反得到實數(shù)濾波器帶內(nèi)的頻域響應(yīng)；

根據(jù)所述實數(shù)濾波器帶內(nèi)的頻域響應(yīng)計算得到目標波動補償濾波器系數(shù)；

將計算得到的目標波動補償濾波器系數(shù)配置到所述目標波動補償濾波器中。

一種超寬帶自適應(yīng)波動補償系統(tǒng)，包括：

帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)獲取模塊，用于對系統(tǒng)進行掃頻，采集系統(tǒng)在整個工作頻率范圍內(nèi)的頻率響應(yīng)，得到帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)；

第一頻域響應(yīng)計算模塊，用于當所述系統(tǒng)的目標波動補償濾波器為復數(shù)濾波器時，將所述帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)的頻點搬移到基帶內(nèi)，并對所述帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)取反得到復數(shù)濾波器帶內(nèi)的頻域響應(yīng)；

第一濾波器系數(shù)計算模塊，用于根據(jù)所述復數(shù)濾波器帶內(nèi)的頻域響應(yīng)計算得到目標波動補償濾波器系數(shù)；

第二頻域響應(yīng)計算模塊，用于當所述目標波動補償濾波器為實數(shù)濾波器時，將所述帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)的頻點搬移到數(shù)字中頻的第一奈奎斯特區(qū)內(nèi)，并對所述帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)取反得到復數(shù)濾波器帶內(nèi)的頻域響應(yīng)；

第二濾波器系數(shù)計算模塊，用于根據(jù)所述實數(shù)濾波器帶內(nèi)的頻域響應(yīng)計算得到目標波動補償濾波器系數(shù)；

濾波器系數(shù)配置模塊，用于將計算得到的目標波動補償濾波器系數(shù)配置到所述目標波動補償濾波器中。

上述超寬帶自適應(yīng)波動補償方法和系統(tǒng)，對系統(tǒng)進行掃頻，采集系統(tǒng)在整個工作頻率范圍內(nèi)的頻率響應(yīng)，得到帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)。當系統(tǒng)的目標波動補償濾波器為復數(shù)濾波器時，將帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)的頻點搬移到基帶內(nèi)，并對帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)取反得到復數(shù)濾波器帶內(nèi)的頻域響應(yīng)，根據(jù)復數(shù)濾波器帶內(nèi)的頻域響應(yīng)計算得到目標波動補償濾波器系數(shù)；當目標波動補償濾波器為實數(shù)濾波器時，將帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)的頻點搬移到數(shù)字中頻的第一奈奎斯特區(qū)內(nèi)，并對帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)取反得到實數(shù)濾波器帶內(nèi)的頻域響應(yīng)，根據(jù)實數(shù)濾波器帶內(nèi)的頻域響應(yīng)計算得到目標波動補償濾波器系數(shù)。將計算得到的目標波動補償濾波器系數(shù)配置到目標波動補償濾波器中。根據(jù)系統(tǒng)中目標波動補償濾波器的類型對應(yīng)進行處理，得到所需的波動補償濾波器，通過加入一個頻域響應(yīng)與系統(tǒng)帶內(nèi)波動相反的波動補償濾波器來抵消系統(tǒng)的帶內(nèi)波動，從而改善系統(tǒng)中每個載波信號頻帶內(nèi)的平坦度，滿足系統(tǒng)對帶內(nèi)波動指標的需求，提高了操作準確性。

附圖說明

圖1為一實施例中超寬帶自適應(yīng)波動補償方法的流程圖；

圖2為一實施例中對帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)取反得到復數(shù)濾波器帶內(nèi)的頻域響應(yīng)的流程圖；

圖3為一實施例中根據(jù)復數(shù)濾波器帶內(nèi)的頻域響應(yīng)計算得到目標波動補償濾波器系數(shù)的流程圖；

圖4為一實施例中對帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)取反得到實數(shù)濾波器帶內(nèi)的頻域響應(yīng)的流程圖；

圖5為一實施例中根據(jù)實數(shù)濾波器帶內(nèi)的頻域響應(yīng)計算得到目標波動補償濾波器系數(shù)的流程圖；

圖6為一實施例中系統(tǒng)在工作頻帶內(nèi)的頻域響應(yīng)示意圖；

圖7為一實施例中待設(shè)計的基帶復數(shù)波動補償濾波器頻域響應(yīng)示意圖；

圖8為一實施例中設(shè)計出的基帶復數(shù)波動補償濾波器實際頻域響應(yīng)示意圖；

圖9為一實施例中系統(tǒng)帶內(nèi)波動經(jīng)過基帶波動補償濾波器校正后的理想效果示意圖；

圖10為一實施例中待設(shè)計的數(shù)字中頻實數(shù)波動補償濾波器頻域響應(yīng)示意圖；

圖11為一實施例中設(shè)計出的數(shù)字中頻實數(shù)波動補償濾波器實際頻域響應(yīng)示意圖；

圖12為一實施例中系統(tǒng)帶內(nèi)波動經(jīng)過數(shù)字中頻波動補償濾波器校正后的理想效果示意圖；

圖13為一實施例中超寬帶自適應(yīng)波動補償系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

在一個實施例中，一種超寬帶自適應(yīng)波動補償方法，如圖1所示，包括以下步驟：

步驟S110：對系統(tǒng)進行掃頻，采集系統(tǒng)在整個工作頻率范圍內(nèi)的頻率響應(yīng)，得到帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)。

系統(tǒng)具體可以是數(shù)字直放站系統(tǒng)、光分布系統(tǒng)等數(shù)字通信系統(tǒng)。對系統(tǒng)進行掃頻采集頻率響應(yīng)的方式并不唯一，本實施例中具體可在系統(tǒng)的輸入端加入掃頻信號，系統(tǒng)的輸出端連接頻譜儀，采用ATS(Automatic Test System，自動測試系統(tǒng))自動采集系統(tǒng)在整個工作頻率范圍內(nèi)的頻率響應(yīng)，得到帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)。ATS是指在人極少參與或不參與的情況下自動進行量測，處理數(shù)據(jù)并以適當方式顯示或輸出測試結(jié)果的系統(tǒng)，自動測試省時、省力，能提高勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量。通過ATS進行頻率響應(yīng)采集，提高采集準確度和便利性。

步驟S120：當系統(tǒng)的目標波動補償濾波器為復數(shù)濾波器時，將帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)的頻點搬移到基帶內(nèi)，并對帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)取反得到復數(shù)濾波器帶內(nèi)的頻域響應(yīng)。

目標波動補償濾波器即指待設(shè)計的波動補償濾波器，波動補償濾波器具體設(shè)置在數(shù)字通信系統(tǒng)中數(shù)字板上的FPGA(Field-Programmable Gate Array，現(xiàn)場可編程門陣列)中。目標波動補償濾波器的類型并不唯一，可包括用于基帶處理的復數(shù)濾波器和位于數(shù)字中頻的實數(shù)濾波器。

在掃頻得到帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)之后，具體可將采集得到的帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)導入MATLAB中，通過MATLAB進行波動補償濾波器設(shè)計，操作便利。當目標波動補償濾波器為復數(shù)濾波器時，將帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)的頻點搬移到基帶內(nèi)后，對帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)進行取反處理，得到與系統(tǒng)帶內(nèi)波動相反的頻域響應(yīng)，作為復數(shù)濾波器帶內(nèi)的頻域響應(yīng)。數(shù)據(jù)取反的方式并不唯一，具體可通過數(shù)據(jù)函數(shù)中的取反操作完成對帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)的取反處理。

計算復數(shù)濾波器帶內(nèi)的頻域響應(yīng)的具體方式并不唯一，本實施例中，步驟S120中對帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)取反得到復數(shù)濾波器帶內(nèi)的頻域響應(yīng)，如圖2所示，具體包括步驟S124和步驟S126。

步驟S124：對帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)進行取反和歸一化處理，得到初始頻域響應(yīng)。對帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)進行取反后還進行歸一化處理，便于后續(xù)的數(shù)據(jù)處理。

步驟S126：對初始頻域響應(yīng)及其阻帶響應(yīng)進行擴展，得到復數(shù)濾波器整個頻帶內(nèi)的頻域響應(yīng)。

具體地，以根據(jù)需要選擇N個點對兩端的數(shù)據(jù)進行延伸，阻帶響應(yīng)則采用端點數(shù)值的延伸。對初始頻域響應(yīng)及其阻帶響應(yīng)進行擴展，以減小濾波器通帶邊緣振鈴效應(yīng)對帶內(nèi)信號的影響，從而減小生成濾波器的波動，改善波動補償效果。根據(jù)所采集的頻域帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)，自動擴展及調(diào)整所需的波動補償濾波器帶外響應(yīng)，以減少其對底噪的影響，并保證設(shè)計出的波動補償濾波器滿足系統(tǒng)的需求。

進一步地，在一個實施例中，步驟S124之前還包括步驟S122。

步驟S122：對帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)進行插值處理。

步驟S124中為，對進行插值處理后的帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)進行取反和歸一化處理。具體地，可將頻域的帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)采用interp1函數(shù)進行插值，提高采樣精度，以便于后面的處理。

步驟S130：根據(jù)復數(shù)濾波器帶內(nèi)的頻域響應(yīng)計算得到目標波動補償濾波器系數(shù)。

根據(jù)計算得到的復數(shù)濾波器帶內(nèi)的頻域響應(yīng)設(shè)計出相應(yīng)的波動補償濾波器，得到目標波動補償濾波器系數(shù)。在一個實施例中，如圖3所示，步驟S130包括步驟S132至步驟S136。

步驟S132：對復數(shù)濾波器帶內(nèi)的頻域響應(yīng)進行快速傅立葉逆變換得到時域信號。將復數(shù)濾波器帶內(nèi)的頻域響應(yīng)采用快速傅立葉逆變換變化到時域，得到時域信號。

步驟S134：根據(jù)預(yù)設(shè)的濾波頻帶范圍，采用多種窗函數(shù)對時域信號進行截取，并對比采用不同窗函數(shù)設(shè)計出的波動補償濾波器的補償效果。

濾波頻帶范圍用于限制濾波器的濾波頻帶長度，具體取值并不唯一。采用各種窗函數(shù)對時域信號進行截取，將濾波器的長度限制在所需的范圍內(nèi)，得到對應(yīng)的波動補償復數(shù)濾波器，并比較各波動補償濾波器的補償效果。具體可通過將待校準的頻域波形與各波動補償濾波器頻域響應(yīng)相疊加，根據(jù)補償后的結(jié)果來比較補償效果。

步驟S136：獲取補償效果最優(yōu)的波動補償濾波器的系數(shù)作為目標波動補償濾波器系數(shù)。選擇補償效果最優(yōu)的波動補償濾波器的系數(shù)，即為目標波動補償濾波器系數(shù)。

通過結(jié)合快速傅立葉逆變換和窗函數(shù)設(shè)計復數(shù)濾波器，根據(jù)不同窗函數(shù)設(shè)計出的波動補償濾波器的補償效果選擇最優(yōu)的系數(shù)，并可自動調(diào)整頻域采樣精度，提高了波動補償準確性。

步驟S140：當目標波動補償濾波器為實數(shù)濾波器時，將帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)的頻點搬移到數(shù)字中頻的第一奈奎斯特區(qū)內(nèi)，并對帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)取反得到實數(shù)濾波器帶內(nèi)的頻域響應(yīng)。

當目標波動補償濾波器為實數(shù)濾波器時，將帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)的頻點搬移到數(shù)字中頻的第一奈奎斯特區(qū)內(nèi)進行取反處理，得到與系統(tǒng)帶內(nèi)波動相反的頻域響應(yīng)，作為實數(shù)濾波器帶內(nèi)的頻域響應(yīng)。同樣通過數(shù)據(jù)函數(shù)中的取反操作完成對帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)的取反處理。

計算實數(shù)濾波器帶內(nèi)的頻域響應(yīng)的具體方式并不唯一，本實施例中，步驟S140中對帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)取反得到實數(shù)濾波器帶內(nèi)的頻域響應(yīng)，如圖4所示，具體包括步驟S142至步驟S146。

步驟S142：對帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)進行插值處理。

步驟S144：對插值處理后的帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)進行取反和歸一化處理，得到初始頻域響應(yīng)。

步驟S146：對初始頻域響應(yīng)及其阻帶響應(yīng)進行擴展，得到實數(shù)濾波器整個頻帶內(nèi)的頻域響應(yīng)。

對帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)進行插值，提高采樣精度。對帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)進行取反后還進行歸一化處理，便于后續(xù)的數(shù)據(jù)處理。對初始頻域響應(yīng)及其阻帶響應(yīng)進行擴展，以減小濾波器通帶邊緣振鈴效應(yīng)對帶內(nèi)信號的影響，從而減小生成濾波器的波動，改善波動補償效果。根據(jù)所采集的頻域帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)，自動擴展及調(diào)整所需的波動補償濾波器帶外響應(yīng)，以減少其對底噪的影響，并保證設(shè)計出的波動補償濾波器滿足系統(tǒng)的需求。

步驟S150：根據(jù)實數(shù)濾波器帶內(nèi)的頻域響應(yīng)計算得到目標波動補償濾波器系數(shù)。

根據(jù)計算得到的實數(shù)濾波器帶內(nèi)的頻域響應(yīng)設(shè)計出相應(yīng)的波動補償濾波器，得到目標波動補償濾波器系數(shù)。在一個實施例中，如圖5所示，步驟S150包括步驟S152和步驟S154。

步驟S152：根據(jù)實數(shù)濾波器帶內(nèi)的頻域響應(yīng)，采用FIRPM函數(shù)設(shè)計出相應(yīng)的實數(shù)濾波器。

FIRPM函數(shù)采用Parks-McClellan算法來計算最優(yōu)濾波器的系數(shù)，操作簡便且計算準確度高。具體地，F(xiàn)IRPM函數(shù)的一般調(diào)用格式是b＝firpm(n,f,a,w)，其中n為濾波器階數(shù)，f為給定的歸一化了的頻率點，a為希望達到的相應(yīng)頻率點的幅度，w為加權(quán)參數(shù)，返回的b為設(shè)計出來的最優(yōu)濾波器的系數(shù)。

步驟S154：獲取實數(shù)濾波器的系數(shù)作為目標波動補償濾波器系數(shù)。

通過FIRPM函數(shù)設(shè)計得到實數(shù)濾波器的系數(shù)，即為目標波動補償濾波器系數(shù)。

步驟S160：將計算得到的目標波動補償濾波器系數(shù)配置到目標波動補償濾波器中。

將步驟S130或步驟S150中計算得到的目標波動補償濾波器系數(shù)配置到數(shù)字板上FPGA的波動校準濾波器中，即可實現(xiàn)對系統(tǒng)波動的補償，增強信號帶內(nèi)的平坦度。

此外，步驟S130之前，超寬帶自適應(yīng)波動補償方法還可包括增大目標波動補償濾波器的階數(shù)的步驟。先配好目標波動補償濾波器的階數(shù)，然后決定快速傅立葉逆變換后窗函數(shù)的長度。波動補償濾波器的校正效果還與濾波器的階數(shù)有關(guān)，增大濾波器的階數(shù)有利于進一步降低系統(tǒng)的波動。

上述超寬帶自適應(yīng)波動補償方法，根據(jù)系統(tǒng)中目標波動補償濾波器的類型對應(yīng)進行處理，得到所需的波動補償濾波器，可以根據(jù)需要產(chǎn)生基帶所需的復數(shù)濾波器系數(shù)，或者數(shù)字中頻所需的實數(shù)濾波器系數(shù)。通過加入一個頻域響應(yīng)與系統(tǒng)帶內(nèi)波動相反的波動補償濾波器來抵消系統(tǒng)的帶內(nèi)波動，從而改善系統(tǒng)中每個載波信號頻帶內(nèi)的平坦度，滿足系統(tǒng)對帶內(nèi)波動指標的需求，提高了操作準確性。

為便于更好地理解上述超寬帶自適應(yīng)波動補償方法，下面結(jié)合具體實施例進行詳細的解釋說明。

數(shù)字板上FPGA的波動校準濾波器，在系統(tǒng)的輸入端加入掃頻信號，系統(tǒng)的輸出端接到頻譜儀，采用ATS自動采集系統(tǒng)在整個工作頻率范圍內(nèi)的頻率響應(yīng)，從而得到帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)。如圖6所示，該系統(tǒng)的帶內(nèi)波動大于2dB。

將采集的數(shù)據(jù)采用matlab進行處理，設(shè)計出相應(yīng)的波動補償濾波器。首先將頻域的帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)采用interp1函數(shù)進行插值，提高采樣精度，以便于后面的處理。將插值后的數(shù)據(jù)取反，并進行歸一化，即可得到所需的波動補償濾波器帶內(nèi)的頻域響應(yīng)。為了減小濾波器通帶邊緣振鈴效應(yīng)對帶內(nèi)信號的影響，可以根據(jù)需要選擇N個點對兩端的數(shù)據(jù)進行延伸，阻帶響應(yīng)則采用端點數(shù)值的延伸，以減小濾波器通帶邊緣振鈴效應(yīng)對帶內(nèi)信號的影響，從而減小生成濾波器的波動。待生成的波動補償濾波器頻域響應(yīng)如圖7所示。

根據(jù)系統(tǒng)的需求設(shè)計用于基帶處理的復數(shù)濾波器，或者位于數(shù)字中頻的實數(shù)濾波器。下面將分別進行闡述。

若需要基帶濾波器，首先將波動補償濾波器頻域響應(yīng)搬移到基帶，然后采用快速傅立葉逆變換變化到時域，并采用各種窗函數(shù)對時域信號進行截取，將濾波器的長度限制在所需的范圍內(nèi)，即可得到所需的波動補償復數(shù)濾波器，其頻域響應(yīng)如圖8所示。由于濾波器階數(shù)的限制，該頻域響應(yīng)與圖7的理想值略有不同。最后，對比不同窗函數(shù)所產(chǎn)生的波動補償濾波器校正效果，選擇最佳的系數(shù)輸出。經(jīng)過波動補償濾波器校正后的系統(tǒng)帶內(nèi)波動理論值如圖9所示，可以看到，最大的波動降低到了0.5dB以內(nèi)。

若需要數(shù)字中頻濾波器，則將波動補償濾波器頻域響應(yīng)搬移到數(shù)字中頻的第一奈奎斯特區(qū)內(nèi)，如圖10所示。然后采用firpm函數(shù)設(shè)計出相應(yīng)的實數(shù)濾波器，其頻域響應(yīng)如圖11所示。經(jīng)過波動補償濾波器校正后的系統(tǒng)帶內(nèi)波動理論值則如圖12所示，可以看到，最大的波動降低到了1dB左右。

波動補償濾波器的校正效果還與濾波器的階數(shù)有關(guān)，增大濾波器的階數(shù)有利于進一步降低系統(tǒng)的波動。

將設(shè)計好的濾波器系數(shù)配入數(shù)字板上FPGA的波動補償濾波器中，即可實現(xiàn)對系統(tǒng)波動的補償，增強信號帶內(nèi)的平坦度。采用數(shù)字信號處理技術(shù)來補償數(shù)字通信系統(tǒng)的帶內(nèi)波動。在系統(tǒng)的基帶或者數(shù)字中頻加入一個頻域響應(yīng)與系統(tǒng)帶內(nèi)波動的相反的波動補償濾波器來抵消系統(tǒng)的帶內(nèi)波動。而且通過插值提高頻域采樣的精度，并采用不同的設(shè)計方式，自動選擇補償效果最好的系數(shù)輸出。經(jīng)過本方法補償?shù)膶拵е狈耪鞠到y(tǒng)、光分布系統(tǒng)，若采用基帶復數(shù)濾波器，系統(tǒng)帶內(nèi)波動能做到1dB以內(nèi)，若采用數(shù)字中頻實數(shù)濾波器，系統(tǒng)的帶內(nèi)波動能做到1.5dB以內(nèi)。本方法簡單易行，并能集成到ATS系統(tǒng)中，自動地對系統(tǒng)的波動進行補償，并達到較理想的效果。

在一個實施例中，一種超寬帶自適應(yīng)波動補償系統(tǒng)，如圖13所示，包括帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)獲取模塊110、第一頻域響應(yīng)計算模塊120、第一濾波器系數(shù)計算模塊130、第二頻域響應(yīng)計算模塊140、第二濾波器系數(shù)計算模塊150和濾波器系數(shù)配置模塊160。

帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)獲取模塊110用于對系統(tǒng)進行掃頻，采集系統(tǒng)在整個工作頻率范圍內(nèi)的頻率響應(yīng)，得到帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)。

系統(tǒng)具體可以是數(shù)字直放站系統(tǒng)、光分布系統(tǒng)等數(shù)字通信系統(tǒng)。對系統(tǒng)進行掃頻采集頻率響應(yīng)的方式并不唯一，本實施例中具體可在系統(tǒng)的輸入端加入掃頻信號，系統(tǒng)的輸出端連接頻譜儀，采用ATS自動采集系統(tǒng)在整個工作頻率范圍內(nèi)的頻率響應(yīng)，得到帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)。

第一頻域響應(yīng)計算模塊120用于當系統(tǒng)的目標波動補償濾波器為復數(shù)濾波器時，將帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)的頻點搬移到基帶內(nèi)，并對帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)取反得到復數(shù)濾波器帶內(nèi)的頻域響應(yīng)。

目標波動補償濾波器即指待設(shè)計的波動補償濾波器，目標波動補償濾波器的類型并不唯一，可包括用于基帶處理的復數(shù)濾波器和位于數(shù)字中頻的實數(shù)濾波器。在掃頻得到帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)之后，具體可將將采集得到的帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)導入MATLAB中，通過MATLAB進行波動補償濾波器設(shè)計，操作便利。

當目標波動補償濾波器為復數(shù)濾波器時，將帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)的頻點搬移到基帶內(nèi)后，對帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)進行取反處理，得到與系統(tǒng)帶內(nèi)波動相反的頻域響應(yīng)，作為復數(shù)濾波器帶內(nèi)的頻域響應(yīng)。數(shù)據(jù)取反的方式并不唯一，具體可通過數(shù)據(jù)函數(shù)中的取反操作完成對帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)的取反處理。

計算復數(shù)濾波器帶內(nèi)的頻域響應(yīng)的具體方式并不唯一，本實施例中，第一頻域響應(yīng)計算模塊120包括初始頻域響應(yīng)獲取單元和復數(shù)濾波器帶內(nèi)頻域響應(yīng)獲取單元。

初始頻域響應(yīng)獲取單元用于在系統(tǒng)的目標波動補償濾波器為復數(shù)濾波器時，將帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)的頻點搬移到基帶內(nèi)，并對帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)進行取反和歸一化處理，得到初始頻域響應(yīng)。對帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)進行取反后還進行歸一化處理，便于后續(xù)的數(shù)據(jù)處理。

復數(shù)濾波器帶內(nèi)頻域響應(yīng)獲取單元用于對初始頻域響應(yīng)及其阻帶響應(yīng)進行擴展，得到復數(shù)濾波器整個頻帶內(nèi)的頻域響應(yīng)。對初始頻域響應(yīng)及其阻帶響應(yīng)進行擴展，以減小濾波器通帶邊緣振鈴效應(yīng)對帶內(nèi)信號的影響，從而減小生成濾波器的波動，改善波動補償效果。

進一步地，在一個實施例中，初始頻域響應(yīng)獲取單元包括處理單元和獲取單元。

處理單元用于在系統(tǒng)的目標波動補償濾波器為復數(shù)濾波器時，將帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)的頻點搬移到基帶內(nèi)，并對帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)進行插值處理?？蓪㈩l域的帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)采用interp1函數(shù)進行插值，提高采樣精度，以便于后面的處理。

獲取單元用于對插值處理后的帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)進行取反和歸一化處理，得到初始頻域響應(yīng)。

第一濾波器系數(shù)計算模塊130用于根據(jù)復數(shù)濾波器帶內(nèi)的頻域響應(yīng)計算得到目標波動補償濾波器系數(shù)。

根據(jù)計算得到的復數(shù)濾波器帶內(nèi)的頻域響應(yīng)設(shè)計出相應(yīng)的波動補償濾波器，得到目標波動補償濾波器系數(shù)。在一個實施例中，第一濾波器系數(shù)計算模塊130包括信號轉(zhuǎn)換單元、信號截取單元和系數(shù)提取單元。

信號轉(zhuǎn)換單元用于對復數(shù)濾波器帶內(nèi)的頻域響應(yīng)進行快速傅立葉逆變換得到時域信號。

信號截取單元用于根據(jù)預(yù)設(shè)的濾波頻帶范圍，采用多種窗函數(shù)對時域信號進行截取，并對比采用不同窗函數(shù)設(shè)計出的波動補償濾波器的補償效果。

系數(shù)提取單元用于獲取補償效果最優(yōu)的波動補償濾波器的系數(shù)作為目標波動補償濾波器系數(shù)。

通過結(jié)合快速傅立葉逆變換和窗函數(shù)設(shè)計復數(shù)濾波器，根據(jù)不同窗函數(shù)設(shè)計出的波動補償濾波器的補償效果選擇最優(yōu)的系數(shù)，并可自動調(diào)整頻域采樣精度，提高了波動補償準確性。

第二頻域響應(yīng)計算模塊140用于當目標波動補償濾波器為實數(shù)濾波器時，將帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)的頻點搬移到數(shù)字中頻的第一奈奎斯特區(qū)內(nèi)，并對帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)取反得到實數(shù)濾波器帶內(nèi)的頻域響應(yīng)。

當目標波動補償濾波器為實數(shù)濾波器時，將帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)的頻點搬移到數(shù)字中頻的第一奈奎斯特區(qū)內(nèi)進行取反處理，得到與系統(tǒng)帶內(nèi)波動相反的頻域響應(yīng)，作為實數(shù)濾波器帶內(nèi)的頻域響應(yīng)。同樣通過數(shù)據(jù)函數(shù)中的取反操作完成對帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)的取反處理。

計算實數(shù)濾波器帶內(nèi)的頻域響應(yīng)的具體方式并不唯一，本實施例中，第二頻域響應(yīng)計算模塊140包括插值處理單元、數(shù)據(jù)取反單元和數(shù)據(jù)擴展單元。

插值處理單元用于當目標波動補償濾波器為實數(shù)濾波器時，將帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)的頻點搬移到數(shù)字中頻的第一奈奎斯特區(qū)內(nèi)，對帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)進行插值處理。

數(shù)據(jù)取反單元用于對插值處理后的帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)進行取反和歸一化處理，得到初始頻域響應(yīng)。

數(shù)據(jù)擴展單元用于對初始頻域響應(yīng)及其阻帶響應(yīng)進行擴展，得到實數(shù)濾波器整個頻帶內(nèi)的頻域響應(yīng)。

對帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)進行插值，提高采樣精度。對帶內(nèi)波動數(shù)據(jù)進行取反后還進行歸一化處理，便于后續(xù)的數(shù)據(jù)處理。對初始頻域響應(yīng)及其阻帶響應(yīng)進行擴展，以減小濾波器通帶邊緣振鈴效應(yīng)對帶內(nèi)信號的影響，從而減小生成濾波器的波動，改善波動補償效果。

第二濾波器系數(shù)計算模塊150用于根據(jù)實數(shù)濾波器帶內(nèi)的頻域響應(yīng)計算得到目標波動補償濾波器系數(shù)。

根據(jù)計算得到的實數(shù)濾波器帶內(nèi)的頻域響應(yīng)設(shè)計出相應(yīng)的波動補償濾波器，得到目標波動補償濾波器系數(shù)。在一個實施例中，第二濾波器系數(shù)計算模塊150包括濾波器設(shè)計單元和系數(shù)獲取單元。

濾波器設(shè)計單元用于根據(jù)實數(shù)濾波器帶內(nèi)的頻域響應(yīng)，采用FIRPM函數(shù)設(shè)計出相應(yīng)的實數(shù)濾波器。

系數(shù)獲取單元用于獲取實數(shù)濾波器的系數(shù)作為目標波動補償濾波器系數(shù)。

濾波器系數(shù)配置模塊160用于將計算得到的目標波動補償濾波器系數(shù)配置到目標波動補償濾波器中。

將第一頻域響應(yīng)計算模塊120或第二濾波器系數(shù)計算模塊150計算得到的目標波動補償濾波器系數(shù)配置到數(shù)字板上FPGA的波動校準濾波器中，即可實現(xiàn)對系統(tǒng)波動的補償，增強信號帶內(nèi)的平坦度。

此外，超寬帶自適應(yīng)波動補償系統(tǒng)還可包括濾波器階數(shù)調(diào)整模塊，濾波器階數(shù)調(diào)整模塊用于第一濾波器系數(shù)計算模塊130根據(jù)復數(shù)濾波器帶內(nèi)的頻域響應(yīng)計算得到目標波動補償濾波器系數(shù)之前，增大目標波動補償濾波器的階數(shù)。先配好目標波動補償濾波器的階數(shù)，然后決定快速傅立葉逆變換后窗函數(shù)的長度。波動補償濾波器的校正效果還與濾波器的階數(shù)有關(guān)，增大濾波器的階數(shù)有利于進一步降低系統(tǒng)的波動。

上述超寬帶自適應(yīng)波動補償系統(tǒng)，根據(jù)系統(tǒng)中目標波動補償濾波器的類型對應(yīng)進行處理，得到所需的波動補償濾波器，可以根據(jù)需要產(chǎn)生基帶所需的復數(shù)濾波器系數(shù)，或者數(shù)字中頻所需的實數(shù)濾波器系數(shù)。通過加入一個頻域響應(yīng)與系統(tǒng)帶內(nèi)波動相反的波動補償濾波器來抵消系統(tǒng)的帶內(nèi)波動，從而改善系統(tǒng)中每個載波信號頻帶內(nèi)的平坦度，滿足系統(tǒng)對帶內(nèi)波動指標的需求，提高了操作準確性。

以上所述實施例的各技術(shù)特征可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術(shù)特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當認為是本說明書記載的范圍。

以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準。