[發明專利]一種短波時變信道衰落帶寬估計方法

有效

• 申請號: 202010810864.5
• 申請日: 2020-08-13
• 公開（公告）號: CN112019282B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 張凱;陳測庫
• 申請（專利權）人: 西安烽火電子科技有限責任公司
• 主分類號: H04B17/309
• 分類號: H04B17/309;H04B17/391;H04L25/02
• 代理公司: 西安睿通知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 61218
• 代理人: 包春菊

本發明屬于短波通信領域，公開了一種短波時變信道衰落帶寬估計方法，首先利用已有的信道估計算法，如最小均方誤差算法、遞歸最小二乘算法、序列自相關算法跟蹤信道，并記錄每一時刻信道軌跡；其次利用給定的“時間標尺”去衡量跟蹤得到的信道軌跡，從而得到對應“時間標尺”下的過零率；最后遍歷標尺，當“時間標尺”的長度與真實信道的衰落帶寬形成共振關系時，得到的結果將會出現峰值(即過零率最大值)，根據過零率最大值確定短波時變信道的衰落帶寬；該方法不需要經過復雜的數學變化，從時域角度對短波時變信道的衰落帶寬進行估計，利用引入的時間標尺概念可以精確估計時變信道的衰落帶寬，簡單易行，有利于工程實現。

技術領域

本發明涉及短波通信領域，具體涉及一種短波時變信道衰落帶寬估計方法，用于從時域角度對隨時間變化而變化的信道衰落帶寬進行估計。

背景技術

短波通信是指波長在10—100米，頻率范圍3—30MHz的一種無線電通信技術。短波通信發射的電波要經電離層的反射才能到達接收端，通信距離較遠，是遠程通信的主要手段。盡管新型無線電通信系統不斷涌現，但是短波通信這一古老和傳統的通信方式仍然受到全世界的普遍重視，不僅沒有淘汰，反而還在不斷快速發展。因為它有著其它通信系統不具備的優點：首先，短波是唯一不受網絡和中繼制約的遠程通信手段，例如發生戰爭或災害，衛星受到攻擊時，短波的抗毀能力和自主通信能力是其他通信設備無法媲美的。其次，山區、戈壁和海洋等偏遠地區通信主要靠短波。最后，低廉的通信費用也使得短波具有廣闊的市場。

然而在短波通信中，由于接收機的位置在不斷變化，同時由于通信環境的多樣性，實際通信中接收機會收到來自不同路徑的信號疊加，即便在噪聲干擾很小的情況下也無法正常解調。多徑的存在會導致碼間串擾(Inter-Symbol Interference,ISI)，使通信系統的性能惡化，出現錯誤平層。從時域上看是前后碼元疊加在一起，從頻域上看還會造成頻譜擴展。因此在信號處理前必須獲知信道的特性，在通信中將其稱之為信道估計。信道估計是影響整個短波通信通信系統性能的關鍵模塊，對后續信號的處理來說信道的特性是指信道路徑個數以及信道變化率(對應的衰落帶寬)，只有在掌握了所處信道衰落帶寬的前提下，才能有針對性地靈活調整后續信號處理所使用的參數，近而更有效的提取有用信號，同時也達到了自適應選取參數的效果。

在專利《一種盲信號帶寬估計方法及裝置的制作方法》中提出了一種盲信號帶寬估計方法，將信號進行離散傅立葉變換，并對變換數據進行平滑處理、歸一化處理，而后計算處理后數據的均值、門限值，基于門限值截取處理后的數據，從而獲得信號對應的帶寬估計值。在專利《一種信號帶寬估計方法及裝置制造方法》中公開了一種信號帶寬的估計方法，將接收信號進行N級Welch變換，前一級Welch變換對帶寬進行粗略估計來調整本級Welch變換窗口長度，最后得到N級Welch變換的功率譜；根據功率譜的最大值對自身進行修正，而后對修正后的功率譜進行逐點差分，并根據差分后結果的最大值與最小值得到信號帶寬的估計值。

現有帶寬估計技術其主要思想均是利用數學變化(例如傅立葉變換、Welch變換等)將時域信號轉變到頻域，并對頻域信號進行相修正或平滑處理，從而獲得信號的帶寬。這些算法都需要利用復雜的數學變換，同時受變換精度和噪聲的影響，頻域信號存在頻率分辨率不高，頻域信號包絡模糊不清的不足。針對這些不足本發明打破傳統思想，從時域的角度去對信道的變化率(即衰落帶寬)進行估計。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明的目的在于提供一種短波時變信道衰落帶寬估計方法，該方法不需要經過復雜的數學變化，從時域角度對短波時變信道的衰落帶寬進行估計，利用引入的時間標尺概念可以精確估計時變信道的衰落帶寬，簡單易行，有利于工程實現。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現。