一種針對短波通信信道下的單載波頻域均衡方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種針對短波通信信道下單載波頻域均衡系統(tǒng)中頻域均衡方法，該方法在單載波頻域均衡系統(tǒng)中省略了循環(huán)前綴，采用重疊保留算法(overlap)來代替循環(huán)前綴的功能，實現(xiàn)數(shù)據(jù)塊的循環(huán)卷積和消除一定的塊間干擾(IBI)，然后在MMSE均衡系數(shù)中加入塊間噪聲進(jìn)一步消除殘留塊間干擾，最后通過RISIC迭代算法消除通過線性MMSE均衡后殘留的碼間干擾(ISI)。相比較于現(xiàn)有的單載波頻域均衡方法，本發(fā)明提供的頻域均衡方法有效提高了短波頻譜利用率和傳輸效率，并且利用改進(jìn)均衡系數(shù)和反饋頻域均衡有效消除塊間干擾和碼間干擾，從而有效提高系統(tǒng)性能，在短波信道下能夠在提升傳輸效率的前提下準(zhǔn)確的傳輸數(shù)據(jù)。
【專利說明】一種針對短波通信信道下的單載波頻域均衡方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及短波通信【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及針對短波通信信道下的一種單載波頻域均(Single Carrier Frequency Domain Equalization, SC-FDE)衡系統(tǒng)中的頻域均衡算法。
【背景技術(shù)】
[0002]按照國際無線電咨詢委員會CCIR(Consultative Committee of InternationalRadio)的劃分，短波是指波長在IOm?100m，頻率在3MHz?30MHz的電磁波。利用短波進(jìn)行的無線電通信稱為短波通信。短波通信實際是指使用的頻率范圍為1.5MHz?30MHz,可以使用的頻率范圍只有28.5MHz，按照國際規(guī)定，每個短波電臺占用3.7kHz的頻率寬度，現(xiàn)在最近提升了短波電臺的頻率寬度達(dá)到了 6kHz?9kHz，但是通信的空間還是十分擁擠，在很大程度上限制了通信的容量和數(shù)據(jù)的傳輸速率。
[0003]短波通信基本上采用天波傳輸?shù)男问?，也就是靠電離層的一次或多次反射進(jìn)行通信，因此存在嚴(yán)重的多徑效應(yīng)，統(tǒng)計表明，多徑路數(shù)以3條出現(xiàn)的幾率最高，多徑延遲典型值為2?8ms，成為短波鏈路數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹饕拗?。短波的天波信道是變參信道，信號的傳輸穩(wěn)定性差。短波無線電通信主要是依靠電離層進(jìn)行遠(yuǎn)距離信號傳輸?shù)?，電離層作為信號反射媒質(zhì)的弱點是，參量的可變性很大。他的特點是路徑損耗、延時擴(kuò)展、噪聲和干擾，都是隨晝夜、頻率、地點而不斷變化著。一方面電離層的變化讓信號產(chǎn)生衰落，衰落的幅度和頻率不斷的變化。另外，大氣和工業(yè)無線電噪聲干擾嚴(yán)重。大氣和工業(yè)無線電噪聲主要集中在無線電頻譜低端，隨著頻率的升高，強度逐漸降低。雖然，在短波頻段這類噪聲干擾比中長波段低，但是強度仍然很高，嚴(yán)重影響短波的通信可靠性，尤其是脈沖型突發(fā)噪聲，經(jīng)常會使數(shù)據(jù)傳輸出現(xiàn)突發(fā)性錯誤，嚴(yán)重影響通信質(zhì)量。
[0004]新一代短波通信系統(tǒng)主要是高速短波數(shù)字通信系統(tǒng)，存在并行和串行兩種體制。并行體制的主要思想是將短波信道分割成若干并行的子信道，分別在每個子信道上傳送一個副載波，采用正交調(diào)制，用多個副載波并行傳輸?shù)姆椒ㄌ岣咚俾?，又稱為多音。典型的系統(tǒng)有法國的Thomson(湯姆森)公司的實現(xiàn)途徑，采用OFDM (Frequency DivisionMultiplexing，正交頻分復(fù)用)體制，子載波的個數(shù)為79 ;但OFDM技術(shù)發(fā)射功率分散，信號峰均比很大，抗頻率選擇性衰落差，很難消除碼間串?dāng)_。
[0005]串行體制采用單一載波的發(fā)送方式，因只采用一個載波，也稱為單音。數(shù)據(jù)以串行方式調(diào)制發(fā)送，碼元寬度短，要達(dá)到比較高的速率，如2.4kbps，碼間串?dāng)_將十分嚴(yán)重。實際工作中則需采用適當(dāng)?shù)木饧夹g(shù)來對抗碼間串?dāng)_。針對短波通信領(lǐng)域，最為常用的均衡技術(shù)為單載波時域均衡(SC-TDE)技術(shù)。但是隨著數(shù)據(jù)傳輸速率的提高，當(dāng)傳輸帶寬越接近信道的相干帶寬，時間色散將越嚴(yán)重，此時接收信號隨中包含了經(jīng)歷衰減和時延的多徑波，弓丨起頻率選擇性衰落，從而導(dǎo)致嚴(yán)重的碼間串?dāng)_。
[0006]單載波頻域均衡(SC-FDE)技術(shù)寬帶無線傳輸?shù)囊环N有效對抗多徑干擾的方法，其系統(tǒng)框圖如圖1所示，相比較于正交頻分復(fù)用(OFDM)技術(shù)，單載波頻域均衡具有峰均比低，抗頻率選擇性衰落強，在相同條件下可以達(dá)到更高的傳輸速率和更低的誤碼率，相比較于單載波時域均衡技術(shù)，復(fù)雜度也大大的降低。但是現(xiàn)有的單載波頻域均衡方法中數(shù)據(jù)都采用循環(huán)前綴，導(dǎo)致傳輸效率低，且均衡后存在殘留的碼間干擾和塊間干擾。因此，針對短波通信信道下的單載波頻域均衡方法的優(yōu)化成為我們的研究重點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種針對短波通信信道下的單載波頻域均衡方法，用于解決現(xiàn)有單載波頻域均衡方法中每塊數(shù)據(jù)采用循環(huán)前綴，導(dǎo)致傳輸效率低、均衡后會有殘留碼間干擾和塊間干擾的問題。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種針對短波通信信道下的單載波頻域均衡方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0009]步驟1.采用重疊保留算法(overlap)來選取數(shù)據(jù)塊以及實現(xiàn)循環(huán)卷積，設(shè)定數(shù)據(jù)塊的重疊長度為L，L大于信道的長度；
[0010]步驟2.估計出塊間噪聲
【權(quán)利要求】
1.一種針對短波通信信道下的單載波頻域均衡方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1.采用重疊保留算法來選取數(shù)據(jù)塊以及實現(xiàn)循環(huán)卷積，設(shè)定數(shù)據(jù)塊的重疊長度為L，L大于信道的長度； 步驟2.估計出塊間噪聲
2.按權(quán)利要求1所述一種針對短波通信信道下的單載波頻域均衡方法，其特征在于，所述RISIC判決反饋的具體步驟包括: (1)對\進(jìn)行IFFT運算變換到時域信號f;判決可得:
3.按權(quán)利要求1所述一種針對短波通信信道下的單載波頻域均衡方法，其特征在于，所述重疊保留算法中設(shè)定數(shù)據(jù)塊的重疊長度為L，對數(shù)據(jù)塊長度為N的數(shù)據(jù)塊IrJ，重疊保留數(shù)據(jù)塊IivJ尾部長度為L和數(shù)據(jù)塊{rm+1}數(shù)據(jù)塊首部長度為L的數(shù)據(jù)組成的新的數(shù)據(jù)塊，新的數(shù)據(jù)塊長度為N。= 2*L+N。
【文檔編號】H04L25/03GK103986676SQ201410232238
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月29日
【發(fā)明者】朱青云, 何旭 申請人:電子科技大學(xué)