[发明专利]基于循环前后缀的信道估计的单载波频域均衡方法及系统

说明书

本发明涉及基于循环前后缀的信道估计的单载波频域均衡方法及系统，方法包括以下步骤：对同步信号帧进行频偏估计，对存储的数据突发信息进行频偏矫正；对同步信号帧中的同步序列进行频偏矫正得到估计序列，对估计序列进行信道估计处理得到信道估计序列；对频偏矫正处理后的数据突发信息进行数据突发分块均衡处理；对分块均衡处理后数据突发信息进行相偏矫正处理；应用本申请的方式方法，重点在于先对数据帧进行了频偏补偿，消除了存在多普勒频率偏移对信道估计的严重影响，结合后续的相偏补偿，对信道传输造成的时延扩展和多普勒扩展造成的信号畸变和码间串扰均进行了良好的消除，能够同时适应多径环境和大运动速度的应用环境。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，更具体地说，涉及一种基于循环前后缀的信道估计的单载波频域均衡方法及系统。

背景技术

目前，无线移动通信在传输无线通信信号时所面临的主要问题之一就是非平坦衰落信道，其主要表现为由于终端移动引起的多普勒效应所导致的频谱偏移，以及由于多径反射引起的多径反射效应所导致的码间串扰。这两种干扰会大大降低传输能力，必须进行相应的算法处理。

现有的4G、5G以及Wifi的传输均采用OFDM多载波传输方式，其应对多径反射效应所导致的码间串扰具有很好的处理和消除能力，但存在峰均比大、功放效率低，无法实现高效的大功率发射，因此在无人机通信等远距离通信场景下综合性能较低。单载波传输方式虽然具备峰均比低、带外抑制性能好、多普勒频偏易于估计和消除的优势，但对于多径反射效应导致的码间串扰会造成传输性能急剧降低。

现有用于单载波多径效应消除的方法主要包括扩频、时域均衡和频域均衡等。扩频方法要付出大幅降低传输速率或增加通信带宽的代价，不能适用于高速通信需求；时域均衡算法需要多次迭代，时间复杂度高，且算法稳健性不佳，工程实用性不佳。频域均衡算法简单，可通过并行算法实现，处理时延小，是相对综合性能较好的对抗多径效应的方法。

频域均衡方法是通过对信道的频域相应进行实时估计，并对传输信号根据估计结果进行反向矫正，尽可能的恢复原始发送信号特性，达成对抗多径效应的结果。目前方法存在的主要问题有：1、信号组帧仅基于循环前缀，存在当能量最大传播路径时延较大（即先到达接收机的信号能量较小、后到达接收机的能量较大）时，信道同步会标记后到达的、能量较大的信号，导致信道估计序列域后续的传输信号叠加形成污染，信道估计精度降低；2、现有频域均衡算法会受到多普勒效应和多径效应的综合影响，现有单纯频域均衡无法多普勒效应形成的信号畸变进行有效矫正，不能适用于高速运动节点的传输场景。

因此，有必要提供一种新的技术方案来改善上述问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种基于循环前后缀的信道估计的单载波频域均衡方法，还提供了一种基于循环前后缀的信道估计的单载波频域均衡系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

构造一种基于循环前后缀的信道估计的单载波频域均衡方法，其中，包括以下步骤：

同步捕获基带I/Q信号获得同步信号帧，对同步信号帧中的数据突发信息进行分块存储；

对同步信号帧进行频偏估计，并依据频偏估计结果对存储的数据突发信息进行频偏矫正；

依据频偏估计结果对同步信号帧中的同步序列进行频偏矫正得到带有循环前缀和循环后缀的估计序列，对估计序列进行信道估计处理得到信道估计序列；

依据信道估计序列对频偏矫正处理后的数据突发信息进行数据突发分块均衡处理；

对分块均衡处理后数据突发信息进行相偏矫正处理。

本发明所述的一种基于循环前后缀的信道估计的单载波频域均衡方法，其中，所述方法采用的传输帧格式为：