本發(fā)明涉及信道模擬器，具體涉及一種提升超寬帶毫米波信道模擬頻率平坦度的數(shù)字均衡方法。

背景技術(shù)：

1、超寬帶毫米波信道模擬系統(tǒng)是一種用于模擬和生成毫米波無線通信信道環(huán)境的設(shè)備。它的主要作用是模擬毫米波無線通信信道的各種特性，如多徑效應(yīng)、陰影衰落、多普勒頻移等，以便在實驗室或仿真環(huán)境中對無線通信系統(tǒng)進行測試和驗證。通過信道模擬器，研究人員和工程師可以在一個受控的環(huán)境中研究無線通信系統(tǒng)的性能，以及評估不同的信號處理算法和通信協(xié)議的優(yōu)劣。這有助于加快無線通信技術(shù)的發(fā)展和改進，提高無線通信系統(tǒng)的性能和可靠性。

2、在超寬帶毫米波信道模擬系統(tǒng)中，由于頻率的提高，帶內(nèi)頻率平坦度這一衡量發(fā)射鏈路線性失真的指標不可忽略。不管是放大電路和各級模擬濾波器的頻率選擇性，還是整個發(fā)射鏈路中各個器件之間連接的阻抗不匹配，都是影響輸出信號帶內(nèi)平坦度的直接原因。在設(shè)計和制造相關(guān)設(shè)備時，由于材質(zhì)質(zhì)量、設(shè)計工藝、器件價格等原因，組成系統(tǒng)的器件帶內(nèi)頻率平坦度指標有時無法直接滿足系統(tǒng)指標要求，只能依托如可編程邏輯fpga等平臺進行數(shù)字域設(shè)計，補償模擬器件如變頻器的帶內(nèi)失真。

3、對超寬帶毫米波信道模擬系統(tǒng)的平坦度數(shù)字域補償主要采用設(shè)計fir濾波器（finite?impulse?response，有限長單位沖激響應(yīng)濾波器）的方法進行平坦度補償。如頻域采樣法，其需要在信號的頻譜帶內(nèi)進行采樣，通過幅度響應(yīng)來確定平坦度補償系數(shù)。這些系數(shù)通過對幅度響應(yīng)進行fir濾波用于修正信號的幅度，以使其在所有頻率分量上具有平坦的幅度響應(yīng)。如自適應(yīng)濾波法，其在信號的頻譜帶內(nèi)進行采樣得到待補償頻譜之后，不直接進行fir濾波器設(shè)計，而是通過誤差函數(shù)進行迭代得到階數(shù)更低的濾波器系數(shù)。對于超寬帶設(shè)備來說，頻域采樣法設(shè)計的濾波器階數(shù)過高，通常達到200階以上，而通過自適應(yīng)濾波算法設(shè)計的濾波器也只能降低到100階左右，增加了整個校準過程的工作量，消耗了底層大量資源。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對超大帶寬濾波需要在底層單獨開辟大量資源設(shè)計高階的fir濾波器，需要占用濾波和信道模擬的資源，資源消耗量大帶來了成本增高的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是為了提供一種提升超寬帶毫米波信道模擬頻率平坦度的數(shù)字均衡方法，基于tdl模型（tappeddelay?line，抽頭時延線模型）同時實現(xiàn)數(shù)字均衡與信道模擬，只需要占用信道模擬的資源，能夠節(jié)省大量成本、誤碼率低、反應(yīng)速度快。

2、為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

3、一種提升超寬帶毫米波信道模擬頻率平坦度的數(shù)字均衡方法，所述數(shù)字均衡方法包括以下步驟：

4、s1，使用毫米波信號源發(fā)射毫米波信號，經(jīng)過直通模式下的超寬帶毫米波信道模擬系統(tǒng)，毫米波頻譜儀接收中頻信號，獲得變頻器下變頻的傳輸函數(shù)；使用毫米波信號源發(fā)射中頻信號，經(jīng)過直通模式下的超寬帶毫米波信道模擬系統(tǒng)，毫米波頻譜儀接收毫米波信號，獲得變頻器上變頻的傳輸函數(shù)；

5、s2，對傳輸函數(shù)和傳輸函數(shù)進行點采樣，分別得到和，將其搬移至基帶分別得到和，其中；

6、s3，在基帶引入補償信號，，其中是tdl信道模擬的信道抽頭系數(shù)；是對的時域擬合，且；將基帶的補償信號通過傳輸總線傳輸至芯片的存儲空間，替代信道系數(shù)進行基于抽頭延時線tdl的信道模擬和平坦度補償，其中，，為最大支持多徑個數(shù)。

7、步驟s1進一步包括：

8、使用毫米波信號源發(fā)射毫米波信號，，毫米波頻譜儀接收到的信號為，且；信道模擬系數(shù)的頻譜為，則未經(jīng)補償?shù)男诺滥M輸出為：

9、

10、其中和分別為中頻頻點與毫米波射頻頻點。

11、步驟s2進一步包括：

12、計算各部分頻譜關(guān)系，將和搬移至基帶分別得到和，b代表基帶：；

13、由和相乘進而得到；

14、對做離散逆傅里葉變換，得到；

15、通過parks–mcclellan算法對再次進行點均勻采樣，得到；

16、計算得到基帶補償信號。

17、進一步地，步驟s3中，引入基帶補償信號，直接替代信道系數(shù)進行基于抽頭延時線tdl的信道模擬和平坦度補償：

18、。

19、進一步地，所述超寬帶毫米波信道模擬系統(tǒng)分為下變頻單元、基帶處理單元、中頻收發(fā)單元、上變頻單元四個子系統(tǒng)。

20、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：

21、第一，本發(fā)明的提升超寬帶毫米波信道模擬頻率平坦度的數(shù)字均衡方法，面對超大帶寬的濾波需求，不需要在底層單獨開辟大量資源設(shè)計高階的fir濾波器，只需要通過接口傳輸數(shù)據(jù)，并在上位機計算補償系數(shù)，然后下發(fā)到信道模擬功能中原有的tdl模型里，從而有效節(jié)省資源。

22、第二，本發(fā)明的提升超寬帶毫米波信道模擬頻率平坦度的數(shù)字均衡方法，從理論上推導(dǎo)了數(shù)字均衡方法與信道模擬功能結(jié)合的可行性，將傳統(tǒng)的頻域乘法濾波轉(zhuǎn)移到了時域乘法濾波，與小尺度信道模型模擬理論相結(jié)合。

23、第三，本發(fā)明的提升超寬帶毫米波信道模擬頻率平坦度的數(shù)字均衡方法，針對數(shù)字信號處理dsp資源，基于算法合理的優(yōu)化和運用，進而可以節(jié)省大量成本。

24、第四，本發(fā)明的提升超寬帶毫米波信道模擬頻率平坦度的數(shù)字均衡方法，借助本來就需要上下位機進行傳輸?shù)男诺老禂?shù)，通過上位機將濾波系數(shù)傳輸?shù)较挛粰C，不需要更改底層代碼就能達到對不同的頻帶進行平坦度補償?shù)男Ч`活性更高。

技術(shù)特征：

1.一種提升超寬帶毫米波信道模擬頻率平坦度的數(shù)字均衡方法，其特征在于，所述數(shù)字均衡方法包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提升超寬帶毫米波信道模擬頻率平坦度的數(shù)字均衡方法，其特征在于，步驟s1進一步包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提升超寬帶毫米波信道模擬頻率平坦度的數(shù)字均衡方法，其特征在于，步驟s2進一步包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提升超寬帶毫米波信道模擬頻率平坦度的數(shù)字均衡方法，其特征在于，步驟s3中，引入基帶補償信號，直接替代信道系數(shù)進行基于抽頭延時線tdl的信道模擬和平坦度補償：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提升超寬帶毫米波信道模擬頻率平坦度的數(shù)字均衡方法，其特征在于，所述超寬帶毫米波信道模擬系統(tǒng)分為下變頻單元、基帶處理單元、中頻收發(fā)單元、上變頻單元四個子系統(tǒng)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種提升超寬帶毫米波信道模擬頻率平坦度的數(shù)字均衡方法，包括：對傳輸函數(shù)和傳輸函數(shù)進行點采樣，分別得到和，將其搬移至基帶分別得到和；在基帶引入補償信號，，將基帶的補償信號通過傳輸總線傳輸至芯片的存儲空間，替代信道系數(shù)進行基于抽頭延時線TDL的信道模擬和平坦度補償。本發(fā)明只需要占用信道模擬的資源，能夠節(jié)省大量成本、誤碼率低、反應(yīng)速度快。

技術(shù)研發(fā)人員：宋朝暉,費丹,艾渤,黨小宇,張皓博,楊靖雅,陸雪松,徐冠軍
受保護的技術(shù)使用者：杭州電子科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6