本发明属于多通道信道仿真、宽带数字阵列雷达信号处理领域，具体涉及一种基于rls的多通道频域自适应滤波器设计方法，可以广泛用于多通道信道仿真系统、宽带数字阵列等。
背景技术：
1、信道仿真器用于无线通信收发机的性能特性测试，向待测设备提供信道衰落和多径时延信号来仿真收发机之间真实世界的无线信道。雷达领域中宽带阵列雷达具有波束控制灵活、信号增益高以及抗干扰能力强等诸多优点。由于它们通常有多个天线通道、射频通道，而每个射频通道又包含t/r组件、频率源、功率放大器、混频器、滤波器、a/d转换器等模拟器件，模拟器件由于其自身固有的性质，使得它的各项参数存在一定的离散度，然而信道仿真器、雷达工作的环境多变，温度、湿度等环境条件的改变使得模拟器件之间的不一致性逐步显露，伴随着时间的推移再加上器件的老化，导致各个通道间的幅相不一致就会变得越来越严重即通道失配。
2、为了校正通道失配带来的误差，可以通过在各通道中插入附加的均衡滤波器来补偿各通道之间的失配。根据滤波器权系数求解的方法可以将均衡滤波器分为时域算法和频域算法。时域算法是维纳滤波法和lms、rls等自适应算法，频域算法是频域最小二乘拟合法以及傅里叶变换法。
3、维纳滤波算法在时域上进行求解，优点是实时性较高，但是需要求解逆矩阵，工程实现相对复杂，而且时域方法的精度不够。时域滤波器权系数主要取决于输入信号与参考通道特性，而不能根据需求灵活地设计滤波器。并且该方法对于信号的信噪比要求较高。时域自适应滤波器算法具避免了矩阵的求逆，减小了复杂度，但是同样有精度不够，灵活性差等缺点；频域最小二乘拟合法克服了时域算法的灵活性低，过分依赖输入信号与通道特性。并且设计的滤波器的均衡精度高于时域算法。传统频域最小二乘拟合法对整个频段进行拟合会导致在均衡带宽内精度有所降低，并且频域最小二乘拟合法需要计算矩阵的逆，运算量大且工程不易实现。该方法的主要研究热点集中于如何利用算法使实际滤波器的响应更加逼近期望响应和对于频域最小二乘法求解过程中广义逆的求解问题。傅里叶变换法避免了矩阵求逆，运算量较小，在理想情况下具有和频域最小二乘拟合法相同的均衡精度。但是极易受信噪比，带外噪声，逆变换的系数截取影响，性能不如常规频域均衡算法，因此对于带外噪声的处理以及系数截取方式这方面仍需进一步研究。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供基于rls算法的多通道频域自适应均衡方法。将自适应算法引入到频域下进行自适应求解均衡带宽内最优滤波器权矢量，构建fir滤波器完成多通道均衡。提高多通道的均衡精度，同时避免频域最小二乘法算法中广义逆的求解，减小计算量，便于工程实现。
2、为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：
3、第一方面，本发明提供了一种基于rls算法的多通道频域自适应均衡方法，包括以下步骤：
4、获取不同通道的采样信号；
5、将所述不同通道的采样信号通过fft变换到频域，得到不同通道的频域信号；
6、基于所述不同通道的频域信号，固定其中一条通道为参考通道，其他为待均衡通道，将参考通道频域数据除以待均衡通道得到频域商，基于频域商得到待均衡通道理想均衡器频谱；
7、基于所述待均衡通道理想均衡器频谱，截取均衡带宽内数据，得到各通道的截取频谱；
8、将所述各通道的截取频谱作为各通道的频域自适应rls参考信号，对截取的带内数据的每个频点进行自适应拟合，得到各通道的时域最优权矢量；
9、基于所述各通道的时域最优权矢量，通过直接性fir滤波器构型搭建均衡滤波器，完成通道均衡。
10、进一步的，获取不同通道的采样信号，包括：
11、将宽带线性调频lfm信号接入系统通道，完成多通道的基带数据采集，得到各通道的基带数据，其中，si(n)为通道i的基带数据，i＝0,1,2...m-1，i为通道序数，m为通道总数；n为采样点数,n＝1,2,3...n-1，n为采样点总数；
12、所述宽带线性调频lfm信号表示如下：
13、宽带线性调频lfm信号slfm＝exp(jπkt2),b为系统带宽，t为时宽；要求均衡设备系统采样频率fs≥b。
14、进一步的，将所述不同通道的采样信号通过fft变换到频域，得到不同通道的频域信号，包括：
15、分别对通道i的基带数据si(n)做n点傅里叶变换，获得通道i的频域下数据频谱si(n)；i＝0,1,2...m-1，i为通道序数，m为通道总数。
16、进一步的，基于所述不同通道的频域信号，固定其中一条通道为参考通道，其他为待均衡通道，将参考通道频域数据除以待均衡通道得到频域商，基于频域商得到待均衡通道理想均衡器频谱，包括：
17、以0通道作为参考通道，求取待均衡通道理想均衡器频谱，其中待均衡i通道理想均衡器频谱的计算公式为：
18、
19、其中，为理想全通fir滤波器的频率响应，l为可调均衡fir滤波器的阶数，i为通道序号。
20、进一步的，基于所述待均衡通道理想均衡器频谱，截取均衡带宽内数据，得到各通道的截取频谱，包括：
21、获取频率因子a矩阵；
22、对所述待均衡通道理想均衡器频谱做fftshift，消除fft变换后对称区间的影响，调整得到转换后的频谱，其中通道i的转换后的频谱表示为：
23、
24、将所述频率因子a矩阵以一个列向量形式进行fftshift得到转换后的矩阵，表示为：
25、
26、从转换后的频谱中截取均衡带宽内频域数据，得到截取频谱，对矩阵a'截取相同位置得到矩阵a”。
27、进一步的，从转换后的频谱中截取均衡带宽内频域数据，得到截取频谱，对矩阵a'截取相同位置得到矩阵a”，包括：
28、从转换后的频谱中截取均衡带宽内频域数据，得到截取频谱的公式如下：
29、
30、对矩阵a'截取相同位置得到矩阵a”。
31、其中，hi”(n)表示通道i的截取频谱，a”表示截取矩阵，此时hi”(n)点数变换由n变换为b为系统带宽，n为采样总点数，等于离散傅里叶变换总点数，fs为采样频率。
32、进一步的，获取频率因子a矩阵，包括：
33、
34、其中，为相移向量，j表示为虚数，l为fir滤波器的阶数。
35、进一步的，将所述各通道的截取频谱作为各通道的频域自适应rls参考信号，对截取的带内数据的每个频点进行自适应拟合，得到各通道的时域最优权矢量，包括：
36、初始化迭代次数t＝1，矩阵p0＝δ-1i，i为单位矩阵，δ为一极小的数，λ为常数0.99。
37、1)计算中间变量矩阵kt，为l×1阶矩阵
38、
39、其中，为矩阵a”的第t个行向量，[.h]表示共轭转置
40、2)更新变量矩阵pt，为l×l阶矩阵。
41、
42、3)计算常数变量ut。初始化时域最优权矢量矩阵
43、
44、其中，yt为上述hi”(n)的第t个元素；
45、4)计算最优权矢量ht；
46、ht＝ht-1+ktut
47、当t小于时，将t加1，重复步骤1)～4)；
48、当时，输出此时计算的为该通道i的最优权矢量hi。
49、基于各通道的截取频谱和截取矩阵，依次对各通道进行以上迭代，得到各通道最优权矢量。
50、进一步的，基于所述各通道的时域最优权矢量，通过直接性fir滤波器构型搭建均衡滤波器，完成通道均衡，包括：
51、将所述各通道的时域最优权矢量带入到均衡滤波器中，完成均衡。
52、第二方面，本发明提供一种基于rls算法的多通道频域自适应均衡装置，包括：
53、输入模块：用于获取不同通道的采样信号；
54、转换模块：用于将所述不同通道的采样信号通过fft变换到频域，得到不同通道的频域信号；
55、商模块：用于基于所述不同通道的频域信号，固定其中一条通道为参考通道，其他为待均衡通道，将参考通道频域数据除以待均衡通道得到频域商，基于频域商得到待均衡通道理想均衡器频谱；
56、截取模块：用于基于所述待均衡通道理想均衡器频谱，截取均衡带宽内数据，得到各通道的截取频谱；
57、权矢量模块：用于将所述各通道的截取频谱作为各通道的频域自适应rls参考信号，对截取的带内数据的每个频点进行自适应拟合，得到各通道的时域最优权矢量；
58、均衡模块：用于基于所述各通道的时域最优权矢量，通过直接性fir滤波器构型搭建均衡滤波器，完成通道均衡。
59、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：
60、从频域自适应求取最优权矢量克服了频域最小二乘需要矩阵求逆运算，减小了算法复杂度，工程容易实现。
61、同时，对整个频域数据进行处理，仅对带内进行均衡，减小了最小二乘的误差，提高了均衡精度，提高了灵活性。
62、此外，对频域数据截取更极大的减小了算法的运算量和复杂度。
1.一种基于rls算法的多通道频域自适应均衡方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于rls算法的多通道频域自适应均衡方法，其特征在于，获取不同通道的采样信号，包括：
3.根据权利要求1所述的基于rls算法的多通道频域自适应均衡方法，其特征在于，将所述不同通道的采样信号通过fft变换到频域，得到不同通道的频域信号，包括：
4.根据权利要求1所述的基于rls算法的多通道频域自适应均衡方法，其特征在于，基于所述不同通道的频域信号，固定其中一条通道为参考通道，其他为待均衡通道，将参考通道频域数据除以待均衡通道得到频域商，基于频域商得到待均衡通道理想均衡器频谱，包括：
5.根据权利要求4所述的基于rls算法的多通道频域自适应均衡方法，其特征在于，基于所述待均衡通道理想均衡器频谱，截取均衡带宽内数据，得到各通道的截取频谱，包括：
6.根据权利要求5所述的基于rls算法的多通道频域自适应均衡方法，其特征在于，从转换后的频谱中截取均衡带宽内频域数据，得到截取频谱，对矩阵a'截取相同位置得到矩阵a”，包括：
7.根据权利要求5所述的基于rls算法的多通道频域自适应均衡方法，其特征在于，获取频率因子a矩阵，包括：
8.根据权利要求5所述的基于rls算法的多通道频域自适应均衡方法，其特征在于，将所述各通道的截取频谱作为各通道的频域自适应rls参考信号，对截取的带内数据的每个频点进行自适应拟合，得到各通道的时域最优权矢量，包括：
9.根据权利要求1所述的基于rls算法的多通道频域自适应均衡方法，其特征在于，基于所述各通道的时域最优权矢量，通过直接性fir滤波器构型搭建均衡滤波器，完成通道均衡，包括：
10.一种基于rls算法的多通道频域自适应均衡装置，其特征在于，包括：
