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一种高精度卫星导航 信号预失真方法

阅读：539发布：2021-02-07

专利汇可以提供一种高精度卫星导航信号预失真方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种高精度卫星导航信号预失真方法。导航信号生成处理硬件通常由数字部件、DAC(数字模拟转换器)、滤波器、变频器、功率放大器、天线等组成，无线信道中还有大气衰减、干扰等影响，造成接收端导航测量信号失真，传统通信预失真在数字端的反特性结构会破坏信号恒包络特性，导致在功率放大器处附加了新的失真，新的失真无法补偿，这是一个矛盾。本方法通过对通道幅频、群时延特性测量，对导航信号质量失真特性综合评估获取失真特性，综合进行预失真器的迭代设计，完成对导航信号质量的自动校正。，下面是一种高精度卫星导航信号预失真方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种高精度卫星导航信号预失真方法，其特征在于步骤如下：
(1)在导航卫星数字端生成扫频数字信号，通过数模转换后接入频谱仪，使用频谱仪采集频谱衰减曲线；
(2)确定预失真滤波器的参数：根据步骤(1)获取的曲线，提取带内部分，获取反特性曲线，并将所述反特性曲线转换到本地数字域，再通过最小二乘法转换为滤波器冲激响应，冲激响应系数即为预失真滤波器的参数；
(3)卫星上生成的导航信号经过所述预失真滤波器后，再经过发射通道，对发射通道的输出信号进行功率谱偏差、相关性能、SCB性能指标测试，判断是否满足预设阈值，如果满足，则步骤(2)得到的预失真滤波器的参数作为最终参数；如不满足，进入步骤(4)；
(4)使用网络分析仪测量发射通道内从上变频器到多工器的带内幅相特性，提取带内部分，获取反特性曲线；
(5)将步骤(4)中反特性曲线与步骤(2)中获取的反特性曲线相结合，并将结合后生成的反特性曲线转换到本地数字域，再通过最小二乘法转换为滤波器冲激响应，冲激响应系数即为更新的预失真滤波器的参数；
(6)卫星上生成的导航信号经过步骤(5)更新后的预失真滤波器后，再经过发射通道，对发射通道的输出信号进行功率谱偏差、相关性能、SCB性能指标测试，判断是否满足预设阈值，如果满足，则步骤(5)更新后的预失真滤波器的参数作为最终参数；如不满足，进入步骤(7)；
(7)调整发射通道中的滤波器的带宽；
(8)根据步骤(4)中反特性曲线、步骤(2)中获取的反特性曲线、步骤(3)与(6)测得的性能指标测试结果，重新设计预失真滤波器的参数；
(9)卫星上生成的导航信号经过步骤(8)重新设计后的预失真滤波器后，再经过发射通道，对发射通道的输出信号进行功率谱偏差、相关性能、SCB性能指标测试，判断是否满足预设阈值，如果满足，则步骤(8)重新设计后的预失真滤波器的参数作为最终参数；如不满足，返回步骤(8)再次设计预失真滤波器的参数。
2.根据权利要求1所述的一种高精度卫星导航信号预失真方法，其特征在于：所述频谱衰减曲线是指变量为频率，值为幅度的幅频函数曲线。
3.根据权利要求1所述的一种高精度卫星导航信号预失真方法，其特征在于：使用频谱仪采集频谱衰减曲线具体为通过使用频谱仪MAX HOLD功能采集频谱衰减曲线。
4.根据权利要求1所述的一种高精度卫星导航信号预失真方法，其特征在于：获取反特性曲线具体为：
设提取带内部分后的曲线为W(ω),则反特性为
MAX(W(ω))-W(ω)
其中，MAX(W(ω))表示求取W(ω)的最大值。
5.根据权利要求1所述的一种高精度卫星导航信号预失真方法，其特征在于：所述发射通道包括DAC、上变频、滤波器、功率放大器以及多工器；
信号经过DAC进行数模转换，生成的模拟信号依次通过上变频以及滤波器滤波之后，再通过功率放大器进行功率放大，最终通过多工器合路输出。
6.根据权利要求1所述的一种高精度卫星导航信号预失真方法，其特征在于：所述将步骤(2)中反特性曲线与步骤(4)中获取的反特性曲线相结合，具体为：
(6.1)将两个反特性曲线分别用最小二乘法拟合为两条同样自变量的曲线W1(ω)、W2(ω)；
(6.2)将两者之和W1(ω)+W2(ω)作为结合后的曲线。
7.根据权利要求1所述的一种高精度卫星导航信号预失真方法，其特征在于：所述步骤(7)调整发射通道中的滤波器的带宽，具体为：
(7.1)按照导航信号空间接口文件生成一个码周期的理想基带采样信号，计算信号总功率，公式为
其中H(ω)计算公式为
H(ω)＝|FFT(x)|2，
FFT(x)表示对x进行快速傅里叶变换，x为该理想基带采样信号；
(7.2)按如下公式要求求取临界带宽BW：
以临界带宽BW/2对信号xi进行低通滤波，然后计算时域峰均比
MAX(xi)/MEAN(xi)
其中MAX(xi)表示xi中的最大值，MEAN(xi)表示xi的平均值；
(7.3)判断时域峰均比是否大于等于0.8，如果大于等于，则BW即为滤波器的带宽；如果小于0.8，则扩大带宽进行低通滤波，再次计算时域峰均比，直到时域峰均比满足要求；
扩大带宽是指：以临界带宽BW/2+△BW对信号xi进行低通滤波，△BW为步进正值，小于
1.023MHz，增大△BW从而扩大带宽。
8.根据权利要求1所述的一种高精度卫星导航信号预失真方法，其特征在于：导航信号生成载荷包括卫星导航数字端和发射通道，在导航卫星数字端生成扫频数字信号，具体为：
设R为数字端寄存器，INC为累加量，每个时钟周期，INC和R都会以下式更新：
INC＝INCold+1
R＝Rold+INC
其中INCold为上个时钟周期的INC，Rold为上个时钟周期的R。
9.根据权利要求1所述的一种高精度卫星导航信号预失真方法，其特征在于：对发射通道的输出信号进行功率谱偏差、相关性能、SCB性能指标测试，具体为：
(A1)按照卫星导航信号空间接口文件生成一个码周期的理想基带采样信号，采样率大于500Msps，按照发射带宽使用矩形滤波器滤波，将滤波完信号数据归一化，归一化公式为：
其中xi为归一化前信号数据，yi为归一化后信号数据,N为一个码周期的数据采样点数；
(A2)按照与(A1)相同采样率采样发射通道的输出信号，并正交下变频、按照发射带宽使用矩形滤波器滤波，使用与(A1)相同方法归一化，得到归一化后实际信号数据zi；
(A3)功率谱偏差计算公式为
其中FFT(y)为一个码周期的yi的快速傅里叶变换，FFT(z)为一个码周期的zi的快速傅里叶变换，ΔHn(ω)表示第n个信号分量的功率谱偏差，它以频率ω为自变量；
相关性能计算公式为
ΔPn(d)＝J(IFFT(FFT(y)·conj(FFT(z))))
其中IFFT()表示进行反傅里叶变换；J()表示截取出正负一个码片内的部分，并将该部分曲线右半边减去左半边，得到不对称曲线ΔPn(d)，即为相关性能，其中d是采样点；
SCB计算公式为
ΔSn(d)＝SCB(ΔPn(d))
其中，SCB()表示按照非相干鉴相得到S曲线偏差，ΔSn(d)即为SCB，其中d是采样点。
10.根据权利要求1所述的一种高精度卫星导航信号预失真方法，其特征在于：所述根据步骤(4)中反特性曲线、步骤(2)中获取的反特性曲线、步骤(3)与(6)测得的性能指标测试结果，重新设计预失真滤波器的参数，具体为：
(8.1)通过公式
ΔHf(ω)＝F1(ΔHDAC(ω),ΔHCH(ω),ΔHk,n(ω))F2(ΔPk,n(d),ΔSk,n(d))计算得到中间变量ΔHf(ω)，其中，
F1(ΔHDAC(ω),ΔHGH(ω),ΔHk,n(ω))＝
ΔHDAC(ω)·ΔHCH(ω)·F11(ΔHCH(ω),ΔHk,n(ω))；
按下式计算F11
按下式计算F2
其中取Kj和Qi初值为1；ΔHDAC(ω)表示步骤(2)得到反特性曲线；ΔHCH(ω)表示步骤(4)得到的反特性曲线；步骤(3)、(6)、(8)得到功率谱偏差、相关性能、SCB三项指标分别为ΔHk,n(ω)、ΔPk,n(d)、ΔSk,n(d)，其中k表示第k次计算得到的结果，n表示第n个信号分量；
(8.2)将ΔHf(ω)依据最小二乘法转换为滤波器冲激响应，冲激响应系数即为重新设计的预失真滤波器的参数。
11.根据权利要求10所述的一种高精度卫星导航信号预失真方法，其特征在于：取Kj和Qi初值为1，迭代计算时，Kj设为功率谱包络偏差最大数值、Qi以SCB的差异最大值取值。

说明书全文

一种高精度卫星导航 信号预失真方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种高精度卫星导航信号预失真方法，主要用于导航信号生成中预失真处理。

背景技术

[0002] 卫星导航信号的质量直接决定了卫星导航系统的测量和定位精度。而卫星导航信号生成处理的硬件通道特性直接影响卫星导航信号质量。通常卫星导航信号处理过程在卫星上，载荷部分由数字部件、DAC(数字模拟转换器)、滤波器、变频器、功率放大器、天线等组成，无线信道中还有大气衰减、干扰等影响，包括接收端的不理想共同造成了接收端导航测量信号失真。

[0003] 一般，无线信道和接收端的失真通过一定方法可以消除，还可用于检测大气特性等领域，因此对信道的补偿主要针对卫星载荷端。

[0004] 传统通信预失真方法主要是在发射端进行信号加重等预失真方法，这些方法会破坏信号恒包络特性，导致在功率放大器处附加了新的非线性失真，这对通信数据的解调是可以忍受的，但是会严重影响导航信号的测量性能，新的非线性失真无法补偿，这成为这种方法的固有缺陷。

发明内容

[0005] 本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种高精度卫星导航信号预失真方法。通过对通道幅频、群时延特性测量，对导航信号质量失真特性的综合评估获取失真特性，综合进行预失真器的迭代设计，完成对导航信号质量的自动校正。

[0006] 本发明的技术解决方案是：

[0007] 一种高精度卫星导航信号预失真方法，步骤如下：

[0008] (1)在导航卫星数字端生成扫频数字信号，通过数模转换后接入频谱仪，使用频谱仪采集频谱衰减曲线；所述频谱衰减曲线是指变量为频率，值为幅度的幅频函数曲线。使用频谱仪采集频谱衰减曲线具体为通过使用频谱仪MAX HOLD功能采集频谱衰减曲线。

[0009] 导航信号生成载荷包括卫星导航数字端和发射通道，在导航卫星数字端生成扫频数字信号，具体为：

[0010] 设R为数字端寄存器，INC为累加量，每个时钟周期，INC和R都会以下式更新：

[0011] INC＝INCold+1

[0012] R＝Rold+INC

[0013] 其中INCold为上个时钟周期的INC，Rold为上个时钟周期的R。

[0014] (2)确定预失真滤波器的参数：根据步骤(1)获取的曲线，提取带内部分，获取反特性曲线，并将所述反特性曲线转换到本地数字域，再通过最小二乘法转换为滤波器冲激响应，冲激响应系数即为预失真滤波器的参数；

[0015] 获取反特性曲线具体为：

[0016] 设提取带内部分后的曲线为W(ω),则反特性为

[0017] MAX(W(ω))-W(ω)

[0018] 其中，MAX(W(ω))表示求取W(ω)的最大值。

[0019] (3)卫星上生成的导航信号经过所述预失真滤波器后，再经过发射通道，对发射通道的输出信号进行功率谱偏差、相关性能、SCB性能指标测试，判断是否满足预设阈值，如果满足，则步骤(2)得到的预失真滤波器的参数作为最终参数；如不满足，进入步骤(4)；

[0020] 所述发射通道包括DAC、上变频、滤波器、功率放大器以及多工器；

[0021] 信号经过DAC进行数模转换，生成的模拟信号依次通过上变频以及滤波器滤波之后，再通过功率放大器进行功率放大，最终通过多工器合路输出。

[0022] 对发射通道的输出信号进行功率谱偏差、相关性能、SCB性能指标测试，具体为：

[0023] (A1)按照卫星导航信号空间接口文件生成一个码周期的理想基带采样信号，采样率大于500Msps，按照发射带宽使用矩形滤波器滤波，将滤波完信号数据归一化，归一化公式为：

[0024]

[0025] 其中xi为归一化前信号数据，yi为归一化后信号数据,N为一个码周期的数据采样点数；

[0026] (A2)按照与(A1)相同采样率采样发射通道的输出信号，并正交下变频、按照发射带宽使用矩形滤波器滤波，使用与(A1)相同方法归一化，得到归一化后实际信号数据zi；

[0027] (A3)功率谱偏差计算公式为

[0028]

[0029] 其中FFT(y)为一个码周期的yi的快速傅里叶变换，FFT(z)为一个码周期的zi的快速傅里叶变换，ΔHn(ω)表示第n个信号分量的功率谱偏差，它以频率ω为自变量；

[0030] 相关性能计算公式为

[0031] ΔPn(d)＝J(IFFT(FFT(y)·conj(FFT(z))))

[0032] 其中IFFT()表示进行反傅里叶变换；J()表示截取出正负一个码片内的部分，并将该部分曲线右半边减去左半边，得到不对称曲线ΔPn(d)，即为相关性能，其中d是采样点；

[0033] SCB计算公式为

[0034] ΔSn(d)＝SCB(ΔPn(d))

[0035] 其中，SCB()表示按照非相干鉴相得到S曲线偏差，ΔSn(d)即为SCB，其中d是采样点。

[0036] (4)使用网络分析仪测量发射通道内从上变频器到多工器的带内幅相特性，提取带内部分，获取反特性曲线；

[0037] (5)将步骤(4)中反特性曲线与步骤(2)中获取的反特性曲线相结合，并将结合后生成的反特性曲线转换到本地数字域，再通过最小二乘法转换为滤波器冲激响应，冲激响应系数即为更新的预失真滤波器的参数；

[0038] 将步骤(2)中反特性曲线与步骤(4)中获取的反特性曲线相结合，具体为：

[0039] (5.1)将两个反特性曲线分别用最小二乘法拟合为两条同样自变量的曲线W1(ω)、W2(ω)；

[0040] (5.2)将两者之和W1(ω)+W2(ω)作为结合后的曲线。

[0041] (6)卫星上生成的导航信号经过步骤(5)更新后的预失真滤波器后，再经过发射通道，对发射通道的输出信号进行功率谱偏差、相关性能、SCB性能指标测试(与上面步骤计算方法相同)，判断是否满足预设阈值，如果满足，则步骤(5)更新后的预失真滤波器的参数作为最终参数；如不满足，进入步骤(7)；

[0042] (7)调整发射通道中的滤波器的带宽，具体为：

[0043] (7.1)按照导航信号空间接口文件生成一个码周期的理想基带采样信号，计算信号总功率，公式为

[0044]

[0045] 其中H(ω)计算公式为

[0046] H(ω)＝|FFT(x)|2，

[0047] FFT(x)表示对x进行快速傅里叶变换，x为该理想基带采样信号；

[0048] (7.2)按如下公式要求求取临界带宽BW：

[0049]

[0050] 以临界带宽BW/2对信号xi进行低通滤波，然后计算时域峰均比

[0051] MAX(xi)/MEAN(xi)

[0052] 其中MAX(xi)表示xi中的最大值，MEAN(xi)表示xi的平均值；

[0053] (7.3)判断时域峰均比是否大于等于0.8，如果大于等于，则BW即为滤波器的带宽；如果小于0.8，则扩大带宽进行低通滤波，再次计算时域峰均比，直到时域峰均比满足要求；

[0054] 扩大带宽是指：以临界带宽BW/2+△BW对信号xi进行低通滤波，△BW为步进正值，小于1.023MHz，增大△BW从而扩大带宽。

[0055] (8)根据步骤(4)中反特性曲线、步骤(2)中获取的反特性曲线、步骤(3)与(6)测得的性能指标测试结果，重新设计预失真滤波器的参数；

[0056] 具体为：

[0057] (8.1)通过公式

[0058] ΔHf(ω)＝＝F1(ΔHDAC(ω),ΔHCH(ω),ΔHk,n(ω))F2(ΔPk,n(d,ΔSk,n(d))[0059] 计算得到中间变量ΔHf(ω)，其中，

[0060] F1(ΔHDAC(ω),ΔHCH(ω),ΔHk,n(ω))＝

[0061] ΔHDAC(ω)·ΔHCH(ω)·F11(ΔHCH(ω),ΔHk,n(ω))；

[0062] 按下式计算F11

[0063]

[0064] 按下式计算F2

[0065]

[0066] 其中取Kj和Qi初值为1；ΔHDAC(ω)表示步骤(2)得到反特性曲线；ΔHCH(ω)表示步骤(4)得到的反特性曲线；步骤(3)、(6)、(8)得到功率谱偏差、相关性能、SCB三项指标分别为ΔHk,n(ω)、ΔPk,n(d、ΔSk,n(d)，其中k表示第k次计算得到的结果，n表示第n个信号分量；

[0067] (8.2)将ΔHf(ω)依据最小二乘法转换为滤波器冲激响应，冲激响应系数即为重新设计的预失真滤波器的参数。

[0068] 取Kj和Qi初值为1，迭代计算时，Kj设为功率谱包络偏差最大数值、Qi以SCB的差异最大值取值。

[0069] (9)卫星上生成的导航信号经过步骤(8)重新设计后的预失真滤波器后，再经过发射通道，对发射通道的输出信号进行功率谱偏差、相关性能、SCB性能指标测试(与上面步骤计算方法相同)，判断是否满足预设阈值，如果满足，则步骤(8)重新设计后的预失真滤波器的参数作为最终参数；如不满足，返回步骤(8)再次设计预失真滤波器的参数。

[0070] 本发明与现有技术相比带来的有益效果为：

[0071] (1)本发明方法可以补偿功率放大器后多工器失真特性，同时不过多引入功率放大器非线性失真；

[0072] (2)本发明以高精度导航信号测量指标为输入参数进行设计，可以满足对通道群时延精度要求0.1ns级别的测量信号传输；

[0073] (3)本发明方法为迭代优化设计，步骤(1)～(8)可以在卫星地面测试期间完成，从而使得步骤(9)也可以在轨自主进行，保证卫星长期在轨性能。附图说明

[0074] 图1为本发明方法流程图；

[0075] 图2为导航信号生成结构图；

[0076] 图3为DAC Sinc特性及其反特性示意图；

[0077] 图4为功率谱偏差求取示意图。

具体实施方式

[0078] 导航信号生成处理硬件通常由数字部件、DAC(数字模拟转换器)、滤波器、变频器、功率放大器、天线等组成，无线信道中还有大气衰减、干扰等影响，造成接收端导航测量信号失真，传统通信预失真在数字端的反特性结构会破坏信号恒包络特性，导致在功率放大器处附加了新的失真，新的失真无法补偿，这是一个矛盾。本方法通过对通道幅频、群时延特性测量，对导航信号质量失真特性综合评估获取失真特性，综合进行预失真器的迭代设计，完成对导航信号质量的自动校正。

[0079] 如图1所示，本发明提出了一种高精度卫星导航信号预失真方法，步骤如下：

[0080] (1)进行DAC特性提取。

[0081] 理想DAC特性符合Sinc衰减曲线，但实际DAC由于线路匹配、非基带模式等原因输出并非完全符合理论曲线。

[0082] 在导航卫星数字端生成扫频数字信号，通过数模转换后接入频谱仪，使用频谱仪MAX HOLD功能采集频谱衰减曲线；所述频谱衰减曲线是指变量为频率，值为幅度的幅频函数曲线。

[0083] 导航信号生成载荷包括卫星导航数字端和发射通道，在导航卫星数字端生成扫频数字信号，具体为：

[0084] 设R为数字端寄存器，INC为累加量，每个时钟周期，INC和R都会以下式更新：

[0085] INC＝INCold+1

[0086] R＝Rold+INC

[0087] 其中INCold为上个时钟周期的INC，Rold为上个时钟周期的R。

[0088] (2)预失真器初设计1

[0089] 确定预失真滤波器的参数：根据步骤(1)获取的曲线，提取带内部分，获取反特性曲线，并将所述反特性曲线转换到本地数字域，再通过最小二乘法转换为滤波器冲激响应，冲激响应系数即为预失真滤波器的参数；

[0090] 获取反特性曲线具体为：

[0091] 设提取带内部分后的曲线为W(ω),则反特性为

[0092] MAX(W(ω))-W(ω)

[0093] 其中，MAX(W(ω))表示求取W(ω)的最大值。

[0094] (3)信号性能指标测试

[0095] 卫星上生成的导航信号经过所述预失真滤波器后，再经过发射通道，对发射通道的输出信号进行功率谱偏差、相关性能、SCB性能指标测试，判断是否满足预设阈值，如果满足，则步骤(2)得到的预失真滤波器的参数作为最终参数；如不满足，进入步骤(4)；

[0096] 如图2所示，发射通道包括DAC、上变频、滤波器、功率放大器以及多工器；

[0097] 信号经过DAC进行数模转换，生成的模拟信号依次通过上变频以及滤波器滤波之后，再通过功率放大器进行功率放大，最终通过多工器合路输出。

[0098] 对发射通道的输出信号进行功率谱偏差、相关性能、SCB性能指标测试，具体为：

[0099] (A1)按照卫星导航信号空间接口文件生成一个码周期的理想基带采样信号，采样率大于500Msps，按照发射带宽使用矩形滤波器滤波，将滤波完信号数据归一化，归一化公式为：

[0100]

[0101] 其中xi为归一化前信号数据，yi为归一化后信号数据,N为一个码周期的数据采样点数；

[0102] (A2)按照与(A1)相同采样率采样发射通道的输出信号，并正交下变频、按照发射带宽使用矩形滤波器滤波，使用与(A1)相同方法归一化，得到归一化后实际信号数据zi；

[0103] (A3)功率谱偏差计算公式为

[0104]

[0105] 其中FFT(y)为一个码周期的yi的快速傅里叶变换，FFT(z)为一个码周期的zi的快速傅里叶变换，ΔHn(ω)表示第n个信号分量的功率谱偏差，它以频率ω为自变量；

[0106] 相关性能计算公式为

[0107] ΔPn(d)＝J(IFFT(FFT(y)·conj(FFT(z))))

[0108] 其中IFFT()表示进行反傅里叶变换；J()表示截取出正负一个码片内的部分，并将该部分曲线右半边减去左半边，得到不对称曲线ΔPn(d)，即为相关性能，其中d是采样点；

[0109] SCB计算公式为

[0110] ΔSn(d)＝SCB(ΔPn(d))

[0111] 其中，SCB()表示按照非相干鉴相得到S曲线偏差，ΔSn(d)即为SCB，其中d是采样点。

[0112] (4)使用标准仪器(网络分析仪)测量发射通道内从上变频器到多工器的带内幅相特性，提取带内部分，获取反特性曲线；

[0113] (5)预失真器初设计2

[0114] 将步骤(4)中反特性曲线与步骤(2)中获取的反特性曲线相结合，并将结合后生成的反特性曲线转换到本地数字域，再通过最小二乘法转换为滤波器冲激响应，冲激响应系数即为更新的预失真滤波器的参数；

[0115] 将步骤(2)中反特性曲线与步骤(4)中获取的反特性曲线相结合，具体为：

[0116] (5.1)将两个反特性曲线分别用最小二乘法拟合为两条同样自变量的曲线W1(ω)、W2(ω)；

[0117] (5.2)将两者之和W1(ω)+W2(ω)作为结合后的曲线。

[0118] (6)再次进行信号性能指标测试

[0119] 卫星上生成的导航信号经过步骤(5)更新后的预失真滤波器后，再经过发射通道，对发射通道的输出信号进行功率谱偏差、相关性能、SCB性能指标测试(与上面步骤计算方法相同)，判断是否满足预设阈值，如果满足，则步骤(5)更新后的预失真滤波器的参数作为最终参数；如不满足，进入步骤(7)；

[0120] (7)调整发射通道中的滤波器的带宽，具体为：

[0121] (7.1)按照导航信号空间接口文件生成一个码周期的理想基带采样信号，计算信号总功率，公式为

[0122]

[0123] 其中H(ω)计算公式为

[0124] H(ω)＝|FFT(x)|2，

[0125] FFT(x)表示对x进行快速傅里叶变换，x为该理想基带采样信号；

[0126] (7.2)按如下公式要求求取临界带宽BW：

[0127]

[0128] 以临界带宽BW/2对信号xi进行低通滤波，然后计算时域峰均比

[0129] MAX(xi)/MEAN(xi)

[0130] 其中MAX(xi)表示xi中的最大值，MEAN(xi)表示xi的平均值；

[0131] (7.3)判断时域峰均比是否大于等于0.8，如果大于等于，则BW即为滤波器的带宽；如果小于0.8，则扩大带宽进行低通滤波，再次计算时域峰均比，直到时域峰均比满足要求；

[0132] 扩大带宽是指：以临界带宽BW/2+△BW对信号xi进行低通滤波，△BW为步进正值，小于1.023MHz，增大△BW从而扩大带宽。

[0133] 在上述条件下，限带对导航信号恒包络影响较小，功率放大器非理想特性附加在信号上的影响比较小。

[0134] (8)预失真器初设计3

[0135] 根据步骤(4)中反特性曲线、步骤(2)中获取的反特性曲线、步骤(3)与(6)测得的性能指标测试结果，重新设计预失真滤波器的参数；

[0136] 具体为：

[0137] (8.1)通过公式

[0138] ΔHf(ω)＝F1(ΔHDAC(ω),ΔHCH(ω),ΔHk,n(ω))F2(ΔPk,n(d,ΔSk,n(d))[0139] 计算得到中间变量ΔHf(ω)，其中，

[0140] F1(ΔHDAC(ω),ΔHCH(ω),ΔHk,n(ω))＝ΔHDAC(ω)·ΔHCH(ω)·F11(ΔHCH(ω),ΔHk,n(ω))；

[0141] 按下式计算F11

[0142]

[0143] 按下式计算F2

[0144]

[0145] 其中取Kj和Qi初值为1；ΔHDAC(ω)表示步骤(2)得到反特性曲线；ΔHCH(ω)表示步骤(4)得到的反特性曲线；步骤(3)、(6)、(8)得到功率谱偏差、相关性能、SCB三项指标分别为ΔHk,n(ω)、ΔPk,n(d、ΔSk,n(d)，其中k表示第k次计算得到的结果，n表示第n个信号分量；

[0146] (8.2)将ΔHf(ω)依据最小二乘法转换为滤波器冲激响应，冲激响应系数即为重新设计的预失真滤波器的参数。

[0147] 取Kj和Qi初值为1，迭代计算时，Kj设为功率谱包络偏差最大数值(dB单位)、Qi以SCB的差异最大值取值(ns单位)，直到满足要求。

[0148] (9)卫星上生成的导航信号经过步骤(8)重新设计后的预失真滤波器后，再经过发射通道，对发射通道的输出信号进行功率谱偏差、相关性能、SCB性能指标测试(与上面步骤计算方法相同)，判断是否满足预设阈值，如果满足，则步骤(8)重新设计后的预失真滤波器的参数作为最终参数；如不满足，返回步骤(8)再次设计预失真滤波器的参数。

[0149] 设计举例：

[0150] 在导航卫星设计中，有一些高阶BOC(二进制偏移副载波)调制信号是由多个分量合成的，如北斗导航卫星的B1Cp信号由B1Cpa和B1Cpb组成，组合信号对通道要求很高，幅频波动要求在0.5dBpp、群时延精度超过1ns。通道通常无法保证这种性能，这时必须使用预失真对通道进行补偿。但是通常的预失真会造成信号恒包络失真，导致后端功率放大器附加非线性失真，继而使得预失真失去作用。

[0151] 实际导航卫星载荷设计中，可以进行这样设计：如图3，DAC的反特性以其Sinc特性为基础设计(对应步骤(1)、步骤(2))。

[0152] 如图4，进行功率谱包络偏差求取(对应步骤(3))。相关损失事实上是计算有用信号功率损失情况，在不同相关间距跟踪情况下，使用通用方法获取。SCB曲线是获取不同相关间距下的过零点偏差，使用标准方法获取。如果这三项指标均无法满足指标要求，则进行下面步骤：

[0153] 如图2，断开数字信号生成、DAC和天线部分的设备，接入网络分析仪，扫描S12参数的幅度和群时延特性，提取带内部分，参照步骤(2)获取反特性。

[0154] 将DAC反特性和网络分析仪得到的通道反特性结合，设计预失真器，注入并重新测试。如果三项指标仍无法满足指标要求，则进行下面步骤：

[0155] ΔHDAC(ω),ΔHCH(ω),ΔHk,n(ω)已经通过测量得到，因此，取Kj和Qi初值为1。按照(8)，F1(ΔHDAC(ω),ΔHCH(ω),ΔHk,n(ω))、F2(ΔPk,n(d,ΔSk,n(d))可以直接求出。将ΔHf(ω)转换为滤波器冲激响应，将冲激响应系数注入预失真器，重新计算三项指标。

[0156] 这种迭代计算可以将最优预失真滤波器参数计算出来，不会增加过多的非线性失真，同时达到高阶BOC信号高的通道特性要求。实测对通道的补偿，幅度精度可以达到0.1dB，群时延精度可以达到0.1ns。

[0157] 本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。

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