【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于无线通信技术，具体涉及超大动态高性能接收机系统。
技术介绍
1、接收机(receiver)是由天线接收的电磁信号被送入接收机。理想的接收机抑制所有不需要的噪声，包括其他信号，并对需要的信号不增加任何噪声或干扰。不管信号的形式或格式如何，它都可以变换，以适合信号处理器检波电路所要求的特性，然后再送到智能用户接口。
2、随着通信技术的飞速发展，对接收机的性能要求也越来越高，传统接收机在处理信号动态范围有限，特别是在强弱信号共存的复杂电磁环境下，常常遇到饱和、信号失真、灵敏度下降等问题，限制了通信质量和系统的可靠性。因此，发展能够智能适应并优化处理超大动态范围信号的新一代接收机系统成为迫切需求，为此我们提出超大动态高性能接收机系统。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供超大动态高性能接收机系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：超大动态高性能接收机系统，包括信号接收模块、自适应增益控制模块、信号处理模块、数字预失真补偿模块、智能信号检测与分离模块、动态频率与时间域均衡模块和输出模块；
3、所述信号接收模块采用高性能的射频接收芯片，负责接收来自外部的射频信号，并将其转换为中频信号；
4、所述自适应增益控制模块采用先进的agc算法，根据接收到的信号强度动态调整前端放大器的增益，对强信号自动减小增益避免饱和，对弱信号适当增大增益提升信噪比，实现动态范围的有效扩展；
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6、所述数字预失真补偿模块用于在接收链路中集成预失真补偿算法，通过对强信号的先验知识或实时学习，预估并补偿由于放大器非线性引起的信号失真，保持信号的原始完整性，增强系统对强信号的处理能力；
7、所述智能信号检测与分离模块用于结合机器学习与信号处理技术，对混合信号环境下的信号进行智能识别和分离，通过特征提取和分类算法，准确区分强弱信号，在信号重叠情况下，提取有用信息，减少干扰；
8、所述动态频率与时间域均衡模块用于引入高频域和时域的自适应均衡技术，针对不同频段和时变通道特性进行动态调整，改善信号质量；
9、所述输出模块用于将处理后的信号输出为可供后续设备使用的格式。
10、优选的，所述自适应增益控制模块采用模糊逻辑控制算法与机器学习相结合的方式，实时监测输入信号的功率水平，并通过多级可调增益控制，精确调节前置放大器的增益幅度，所述自适应增益控制模块内置记忆功能，根据历史信号特性优化增益调整策略，提升响应速度和精确度。
11、优选的，所述自适应增益控制模块采用自适应增益控制算法，通过反馈机制来调整接收机前端的增益，以适应不同强度的输入信号，所述自适应增益控制算法包括以下公式：
12、g(t)＝kp e(t)+ki∫e(t)dt；
13、其中，g(t)为当前时刻的增益值；t为时间变量，表示当前时间点；kp为比例增益系数，决定了误差信号的即时响应速度；e(t)为误差信号，即期望信号强度与实际信号强度之差；ki为积分增益系数，用于消除静态误差，提供长期调整；∫e(t)dt为误差信号e(t)的积分，表示过去到现在的误差累积。
14、优选的，所述信号处理模块中的滤波步骤具体包括：
15、s1.数字滤波器设计：根据信号的特性和系统需求，选择适当的滤波器类型，设计滤波器的系数，确定滤波器的阶数和截止频率，；
16、s2.信号预处理：在滤波之前，对接收到的信号进行预处理，如放大、归一化等，以改善信号的信噪比和动态范围；消除或减少信号中的直流偏置和噪声成分，为后续的滤波操作创造更好的条件；
17、s3.实时滤波处理：将设计好的数字滤波器应用于接收到的信号上，通过卷积运算实现滤波效果；根据滤波器的类型，对信号中的特定频率成分进行保留、增强或抑制，以达到去除干扰、提取有用信息的目的；
18、s4.滤波性能优化：通过调整滤波器的参数和结构，优化滤波性能，减少滤波过程中的失真和噪声引入；采用自适应滤波和多速率滤波技术，提高滤波的效率和精度；
19、s5.滤波结果输出：将经过滤波处理后的信号输出，再进行解调、解码操作。
20、优选的，所述数字预失真补偿模块采用非线性建模技术和复杂的数字信号处理算法，预先估计和校正功率放大器的非线性失真，包括记忆效应和交调失真，再通过连续迭代更新预失真模型参数，确保在不同工作点下都能有效减少信号失真，提升线性度，并结合反馈机制，实时监控输出信号质量，动态调整预失真补偿参数，增强系统的鲁棒性。
21、优选的，所述数字预失真补偿模块中预失真补偿算法包括以下公式：
22、
23、其中，y(t)表示输出信号；x(t)表示输入信号；n表示volterra模型的最大阶数；表示volterra系数，描述了非线性特性；k1,k2,…,kn表示延迟时间索引，表示输入信号的延迟和组合方式；x(t-ki)表示输入信号x(t)在时间t-ki的值，表示信号的延迟。
24、优选的，所述智能信号检测与分离模块的特征提取和分类算法包括以下公式：
25、
26、其中，表示第l层第j个神经元的激活前输出；σ表示激活函数，如relu、sigmoid等，用于引入非线性；wl表示第l层的权重矩阵，决定了输入如何被转换；al-1表示第l-1层的激活输出，作为第l层的输入；bl表示第l层的偏置向量，用于平移激活函数。
27、优选的，所述引入高频域和时域的自适应均衡技术包括最小均方误差算法，所述最小均方误差算法包括以下公式：
28、w(n+1)＝w(n)+μe(n)x*(n)；
29、其中，w(n+1)表示更新后的权重向量，在时间n+1时；w(n)表示当前的权重向量，在时间n时；μ表示学习率，控制权重更新的速度；e(n)＝d(n)-y(n)表示误差信号，即期望输出d(n)与实际输出y(n)之差；x*(n)表示当前时刻输入信号x(n)的复共轭，用于在频域处理中匹配。
30、优选的，还包括自动校准与优化模块，所述自动校准与优化模块用于负责定期对接收机系统的各项参数进行校准和优化，确保系统始终保持在最佳工作状态，所述自动校准与优化模块模块通过内置的标准信号源和测试算法，对接收机的增益、噪声系数、频率响应等关键指标进行精确测量，并根据测量结果自动调整系统参数，所述自动校准与优化模块还用于根据环境条件和信号特性的变化，实时优化接收机的动态范围和信号处理算法，提高接收机的抗干扰能力和性能稳定性。
31、优选的，还包括干扰抑制模块，所述干扰抑制模块采用干扰识别和抑制算法，实时检测并识别出干扰信号的特征和来源，采取相应的措施进行抑制或滤除，通本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.超大动态高性能接收机系统，其特征在于：包括信号接收模块、自适应增益控制模块、信号处理模块、数字预失真补偿模块、智能信号检测与分离模块、动态频率与时间域均衡模块和输出模块；
2.根据权利要求1所述的超大动态高性能接收机系统，其特征在于：所述自适应增益控制模块采用模糊逻辑控制算法与机器学习相结合的方式，实时监测输入信号的功率水平，并通过多级可调增益控制，精确调节前置放大器的增益幅度，所述自适应增益控制模块内置记忆功能，根据历史信号特性优化增益调整策略，提升响应速度和精确度。
3.根据权利要求2所述的超大动态高性能接收机系统，其特征在于：所述自适应增益控制模块采用自适应增益控制算法，通过反馈机制来调整接收机前端的增益，以适应不同强度的输入信号，所述自适应增益控制算法包括以下公式：
4.根据权利要求1所述的超大动态高性能接收机系统，其特征在于：所述信号处理模块中的滤波步骤具体包括：
5.根据权利要求1所述的超大动态高性能接收机系统，其特征在于：所述数字预失真补偿模块采用非线性建模技术和复杂的数字信号处理算法，预先估计和校正功率放大器的非
6.根据权利要求5所述的超大动态高性能接收机系统，其特征在于：所述数字预失真补偿模块中预失真补偿算法包括以下公式：
7.根据权利要求1所述的超大动态高性能接收机系统，其特征在于：所述智能信号检测与分离模块的特征提取和分类算法包括以下公式：
8.根据权利要求1所述的超大动态高性能接收机系统，其特征在于：所述引入高频域和时域的自适应均衡技术包括最小均方误差算法，所述最小均方误差算法包括以下公式：
9.根据权利要求1所述的超大动态高性能接收机系统，其特征在于：还包括自动校准与优化模块，所述自动校准与优化模块用于负责定期对接收机系统的各项参数进行校准和优化，确保系统始终保持在最佳工作状态，所述自动校准与优化模块模块通过内置的标准信号源和测试算法，对接收机的增益、噪声系数、频率响应等关键指标进行精确测量，并根据测量结果自动调整系统参数，所述自动校准与优化模块还用于根据环境条件和信号特性的变化，实时优化接收机的动态范围和信号处理算法，提高接收机的抗干扰能力和性能稳定性。
10.根据权利要求9所述的超大动态高性能接收机系统，其特征在于：还包括干扰抑制模块，所述干扰抑制模块采用干扰识别和抑制算法，实时检测并识别出干扰信号的特征和来源，采取相应的措施进行抑制或滤除，通过降低干扰信号的强度或改变其频率特性，提高接收机的信噪比和抗干扰能力，确保通信质量的稳定可靠。
...【技术特征摘要】
1.超大动态高性能接收机系统，其特征在于：包括信号接收模块、自适应增益控制模块、信号处理模块、数字预失真补偿模块、智能信号检测与分离模块、动态频率与时间域均衡模块和输出模块；
2.根据权利要求1所述的超大动态高性能接收机系统，其特征在于：所述自适应增益控制模块采用模糊逻辑控制算法与机器学习相结合的方式，实时监测输入信号的功率水平，并通过多级可调增益控制，精确调节前置放大器的增益幅度，所述自适应增益控制模块内置记忆功能，根据历史信号特性优化增益调整策略，提升响应速度和精确度。
3.根据权利要求2所述的超大动态高性能接收机系统，其特征在于：所述自适应增益控制模块采用自适应增益控制算法，通过反馈机制来调整接收机前端的增益，以适应不同强度的输入信号，所述自适应增益控制算法包括以下公式：
4.根据权利要求1所述的超大动态高性能接收机系统，其特征在于：所述信号处理模块中的滤波步骤具体包括：
5.根据权利要求1所述的超大动态高性能接收机系统，其特征在于：所述数字预失真补偿模块采用非线性建模技术和复杂的数字信号处理算法，预先估计和校正功率放大器的非线性失真，包括记忆效应和交调失真，再通过连续迭代更新预失真模型参数，确保在不同工作点下都能有效减少信号失真，提升线性度，并结合反馈机制，实时监控输出信号质量，动态调整预失真补偿参数，增强系统的鲁棒性。
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【专利技术属性】
技术研发人员：丁劲，施欢冬，葛贵银，张瑞，
申请(专利权)人：江苏星宇芯联电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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