[发明专利]一种基于信道特征的空气声波通信信道均衡方法和装置

权利要求书

1.一种基于信道特征的空气声波通信信道均衡方法，其包括：

在发射端使用特定阶数的伪随机序列构造同步头数据；

使用具有良好周期相关特性和恒幅特性的序列构造特字UW序列；以及

建立数据帧，该数据帧结构包括同步头、特字UW、数据Data、特字UW、和插零ZP。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述特字UW序列包括Frank序列、Zadoff-Chu序列和m序列。

3.如权利要求1所述的方法，其中同步头为阶数为9特征多项式为1041的m序列，特字UW序列为阶数为8特征多项式为435的m序列，插零ZP序列的长度为50ms。

4.一种基于信道特征的空气声波通信信道均衡设备，其包括：

用于在发射端使用特定阶数的伪随机序列构造同步头数据的装置；

用于使用具有良好周期相关特性和恒幅特性的序列构造特字UW序列的装置；以及

用于建立数据帧的装置，该数据帧结构包括同步头、特字UW、数据Data、特字UW、和插零ZP。

5.如权利要求4所述的设备，其中所述特字UW序列包括Frank序列、Zadoff-Chu序列和m序列。

6.如权利要求4所述的设备，其中同步头为阶数为9特征多项式为1041的m序列，特字UW序列为阶数为8特征多项式为435的m序列，插零ZP序列的长度为50ms。

7.一种基于信道特征的空气声波通信信道均衡方法，其包括：

在接收端对所接收的数据帧的同步头进行时频二维同步，获得时间和频率同步信息；

根据时间同步信息，截取数据信号，根据频率同步信息，进行多普勒频偏补偿；

进行信道估计；

根据该信道估计，计算信道长度参数L和多径个数M，并计算信道判决算子Q_C＝L×M；

对信道判决算子Q_C进行判决，如果大于设定的阈值，对所述多普勒频偏补偿后的数据进行频域均衡；反之，则对所述多普勒频偏补偿后的数据进行时域均衡；以及

输出均衡后的结果。

8.如权利要求7所述的方法，其中，所述多普勒频偏补偿包括使用线性插值的方式。

9.如权利要求7所述的方法，其中，所述信道估计包括利用数据信号中对应特字UW序列的部分对信道进行线性最小均方差估计。

10.如权利要求7所述的方法，其中，所设定的阈值为20。

11.一种基于信道特征的空气声波通信信道均衡装置，其包括：

时频同步单元，对所接收的数据帧的同步头进行时频二维同步，获得时间和频率同步信息；

多普勒补偿单元，根据时间同步信息，截取数据信号，根据频率同步信息，进行多普勒频偏补偿；

信道估计单元，进行信道估计；

信道判决算子计算单元，根据该信道估计，计算信道长度参数L和多径个数M，并计算信道判决算子Q_C＝L×M；

判定单元，对信道判决算子Q_C进行判决，如果大于设定的阈值，频域均衡器对所述多普勒频偏补偿后的数据进行频域均衡；反之，则时域均衡器对所述多普勒频偏补偿后的数据进行时域均衡；以及

结果输出单元，输出均衡后的结果。

12.如权利要求11所述的装置，其中，时域均衡器使用内嵌二阶数字锁相环的1/2分数间隔判决反馈均衡器，自适用跟踪算法为递归最小二乘算法RLS，时域均衡器阶数为40阶。

13.如权利要求11所述的装置，其中，对频域均衡器，首先将插零ZP处的数据与帧头数据相加，获得循环相关，然后采用最小均方误差下的最佳信道估计，利用信道估计得到最小均方误差准则下的频域均衡器系数。

14.如权利要求11所述的装置，其中，所述多普勒频偏补偿包括使用线性插值的方式。

15.如权利要求11所述的装置，其中，所述信道估计包括利用数据信号中对应特字UW序列的部分对信道进行线性最小均方误差准则的信道估计。

16.如权利要求11所述的装置，其中，所设定的阈值为20。