[发明专利]一种基于采样率数据的SISO均衡方法及其均衡器

说明书

技术领域

本发明属于航空电子信息的无线数字接收技术，是一种针对航空无线衰落信道的采样率数据SISO自适应均衡的实现方法，应用于航空无线通信数据链领域。

技术背景

数字信号经过信道的传输到达接收端，而实际上信道是一个特性复杂的函数而且还是时变的。因此接收到的信号已经发生了严重的畸变从而产生码间干扰，自适应均衡器能够补偿信道所产生的畸变，并且根据接收信号的变化自动调节均衡器的抽头系数，以跟踪信道的时变特性。

在无人飞行器无线通信数据链基带数字接收系统中，针对多径衰落信道的自适应均衡处理占有重要的地位，它是数据链有效性和可靠性的重要保证。随着国家在以无人机为代表的无人飞行器上的大力投入，发展具有自主知识产权的无线通信数据链领域中的各项技术成为目前和未来数年中国内各相关研究机构的重要任务。在无线通信数据链领域中，基带数字信号处理是关键一环，抗恶劣信道环境高可靠性数字接收技术更是有助于提高整个无线通信系统的效能。针对恶劣信道环境的自适应均衡技术可通过对信道的实时跟踪生成等效“逆信道”滤波器来消除由多径传输引起的码间干扰，降低接收误码，对于确保无线通信数据链的可靠性和准确性起到重要作用。

为适应实际应用需求，可靠性和实时性是行业内对于该项技术的两个核心要求，前者要求本技术所采用的核心算法具有良好的鲁棒性（robust）和收敛性（convergence），后者则对算法及处理流程的优化提出了很高要求。目前，国内针对航空无线通信数据链的自适应均衡技术领域的研究和应用还远未成熟。而国外相关领域的研究和应用目前主要集中在码率以及分数阶时域或频域的相关算法上，虽然能够达到较好的收敛特性和较小的残余方差，但运算复杂度较高，其算法实现过程中对定时同步和载波恢复质量要求很高。同步性能与均衡器性能相互制约无疑会降低算法实际应用的可靠性。

近年来国家在发展无人飞行器的大力投入与目前我国在该领域很多技术还相对落后，是国内相关研究机构迫切需要解决的矛盾之一。而如何打破国外在该领域技术上的垄断，通过自主创新，提升我国在航空无线通信领域的综合实力，是促使我们进行研究的主要激励。

发明内容

本发明的发明目的在于提供一种基于采样率数据的SISO均衡方法，解决信道均衡与定时同步以及载波恢复之间相互制约矛盾、提高均衡器性能、降低算法复杂度、通过自适应功率控制提高均衡器稳定性。

本发明的发明目的通过以下技术方案来实现：

一种基于采样率数据的SISO均衡方法，包含以下步骤：

1）、对中频模拟数据采样，并对采样数据进行低通滤波及匹配滤波，得到均衡处理的采样率数据输入均衡器；

2）、均衡器根据采样率数据基于Zadoff-Chu序列进行均衡器滤波抽头系数计算；

3）、根据均衡器滤波抽头系数进行线性横向滤波，构建多径衰落信道的“逆信道”，完成信道均衡；

4）、均衡器将均衡后的采样率数据输出至载波同步环路完成载波跟踪。

进一步，所述步骤1）中还包含对经匹配滤波后的采样率数据，采用滑窗递归模式进行信号功率估计，由功率估计结果自适应调整输入信号强度。

进一步，所述步骤2）中进行均衡器滤波抽头系数计算包含以下步骤：

根据采样率数据对信道环境进行评估，缓变信道环境的采用采样率数据频域均衡模式，快变信道环境采用基于采样率数据周期校准时域自适应均衡模式；

所述采样率数据频域均衡模式具体包括以下步骤：

2.1.1)本地端Zadoff-Chu序列与含Zadoff-Chu序列接收信号作卷积运算；

2.1.2）由卷积运算的相关峰值门限判决结果完成帧检测和信道冲击响应h_k估计；

2.1.3）两帧之间的信道响应以连续两次信道估计结果的高斯内插完成近似；;

2.1.4）信道冲击响应h_k经FFT可得频域信道响应H_k；