[发明专利]一种基于空频自适应滤波的高可靠信道均衡方法

说明书

一种基于空频自适应滤波的高可靠信道均衡方法，在发送端将待发射的数据分块，然后在每个数据块的末尾加上独特字；发送端发送信号到达接收端并在接收端经过定时同步预处理后，截取接收到的导频；然后分别将各路天线的接收导频变换到频域；再在频域内计算接收导频的自相关矩阵与互相关矢量，从而计算自适应权值；接收端将接收到的数据进行分块并变换到频域，再利用自适应权值对每根天线上的接收数据块进行空频滤波合并，然后将数据块变换到时域，再进行去独特字操作，实现信道的均衡。本发明提出的方法在无线通信系统中的视距和非视距两种环境中均有效，对多径自干扰和外部干扰具备一定抑制能力，有效提高通信链路在复杂电磁环境中的生存能力。

技术领域

本发明属于无线通信领域，涉及一种基于空频自适应滤波的高可靠信道均衡方法。

背景技术

当今社会，通信技术日新月异，而无线通信也日益得到越来越广泛的应用。集传播环境开放、接收信号的地理环境多样、通信用户随机移动三大特点于一身的无线通信信道极其复杂，这样无线通信系统的各种应用场景不能再用传统的AWGN模型一并论之。无线通信系统的电磁传输有视距(LOS)传播和非视距(NLOS)传播两种方式。NLOS传播是指发射端和接收端之间不存在直达径，发射信号经过障碍物的反射、折射、衍射、散射、绕射等作用由多条路径到达接收端的一种传播方式。NLOS传播使接收信号遭受严重的频率选择性衰落，对宽带无线传输速率和质量的提高影响很大。在NLOS传播环境下，研究对抗多径衰落和利用多径信号的技术，不但能提高传输性能，而且能提高无线覆盖范围，降低对无线设备安装的要求。因此，研究NLOS传播问题以及相关技术有着重要的意义。

在NLOS环境中，无线信道可以建模为服从瑞利衰落的多径延时信道，且来波方向存在角度扩展，具有多径干扰。空频自适应滤波可以有效抵抗系统本身的多径干扰，同时其对外来的窄带干扰和宽带干扰也具有一定的抵抗能力，在复杂电磁环境实现高可靠的信道均衡。另外，具有鲁棒性。由于频域实现的独特方式，相比于传统空时均衡，空频自适应均衡的权值计算复杂度大大降低。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种基于空频自适应滤波的高可靠信道均衡方法。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种基于空频自适应滤波的高可靠信道均衡方法，包括下述步骤：

步骤一：在发送端将待发射的数据分块，然后在每个数据块的末尾加上独特字；

步骤二：发送端发送信号到达接收端并在接收端经过定时同步预处理后，截取接收到的导频；然后分别将各路天线的接收导频变换到频域；再在频域内计算接收导频的自相关矩阵与互相关矢量，从而计算自适应权值；

步骤三：接收端将接收到的数据进行分块并变换到频域，再利用步骤二得到的自适应权值对每根天线上的接收数据块进行空频滤波合并，然后将数据块变换到时域，再进行去独特字操作，实现信道的均衡。

本发明进一步的改进在于，步骤一的具体过程如下：

信号帧包括集中式导频和数据两部分，导频部分用于计算自适应权值；在信号帧结构的基础上，在发送端将待发射的数据进行分块并在每个数据块的末尾添加独特字，且一个完整数据块的长度与导频的长度相同。

本发明进一步的改进在于，步骤二的具体过程如下：

2-1)接收端第m根天线收到的对应导频的接收信号为y_m，经过DFT变换到频域Y_m＝Fy_m；其中，F为DFT归一化矩阵；空频自适应波束形成为：

其中W_m∈C^N×1