[发明专利]一种短波时变信道衰落带宽估计方法

说明书

本发明属于短波通信领域，公开了一种短波时变信道衰落带宽估计方法，首先利用已有的信道估计算法，如最小均方误差算法、递归最小二乘算法、序列自相关算法跟踪信道，并记录每一时刻信道轨迹；其次利用给定的“时间标尺”去衡量跟踪得到的信道轨迹，从而得到对应“时间标尺”下的过零率；最后遍历标尺，当“时间标尺”的长度与真实信道的衰落带宽形成共振关系时，得到的结果将会出现峰值(即过零率最大值)，根据过零率最大值确定短波时变信道的衰落带宽；该方法不需要经过复杂的数学变化，从时域角度对短波时变信道的衰落带宽进行估计，利用引入的时间标尺概念可以精确估计时变信道的衰落带宽，简单易行，有利于工程实现。

技术领域

本发明涉及短波通信领域，具体涉及一种短波时变信道衰落带宽估计方法，用于从时域角度对随时间变化而变化的信道衰落带宽进行估计。

背景技术

短波通信是指波长在10—100米，频率范围3—30MHz的一种无线电通信技术。短波通信发射的电波要经电离层的反射才能到达接收端，通信距离较远，是远程通信的主要手段。尽管新型无线电通信系统不断涌现，但是短波通信这一古老和传统的通信方式仍然受到全世界的普遍重视，不仅没有淘汰，反而还在不断快速发展。因为它有着其它通信系统不具备的优点：首先，短波是唯一不受网络和中继制约的远程通信手段，例如发生战争或灾害，卫星受到攻击时，短波的抗毁能力和自主通信能力是其他通信设备无法媲美的。其次，山区、戈壁和海洋等偏远地区通信主要靠短波。最后，低廉的通信费用也使得短波具有广阔的市场。

然而在短波通信中，由于接收机的位置在不断变化，同时由于通信环境的多样性，实际通信中接收机会收到来自不同路径的信号叠加，即便在噪声干扰很小的情况下也无法正常解调。多径的存在会导致码间串扰(Inter-Symbol Interference,ISI)，使通信系统的性能恶化，出现错误平层。从时域上看是前后码元叠加在一起，从频域上看还会造成频谱扩展。因此在信号处理前必须获知信道的特性，在通信中将其称之为信道估计。信道估计是影响整个短波通信通信系统性能的关键模块，对后续信号的处理来说信道的特性是指信道路径个数以及信道变化率(对应的衰落带宽)，只有在掌握了所处信道衰落带宽的前提下，才能有针对性地灵活调整后续信号处理所使用的参数，近而更有效的提取有用信号，同时也达到了自适应选取参数的效果。

在专利《一种盲信号带宽估计方法及装置的制作方法》中提出了一种盲信号带宽估计方法，将信号进行离散傅立叶变换，并对变换数据进行平滑处理、归一化处理，而后计算处理后数据的均值、门限值，基于门限值截取处理后的数据，从而获得信号对应的带宽估计值。在专利《一种信号带宽估计方法及装置制造方法》中公开了一种信号带宽的估计方法，将接收信号进行N级Welch变换，前一级Welch变换对带宽进行粗略估计来调整本级Welch变换窗口长度，最后得到N级Welch变换的功率谱；根据功率谱的最大值对自身进行修正，而后对修正后的功率谱进行逐点差分，并根据差分后结果的最大值与最小值得到信号带宽的估计值。

现有带宽估计技术其主要思想均是利用数学变化(例如傅立叶变换、Welch变换等)将时域信号转变到频域，并对频域信号进行相修正或平滑处理，从而获得信号的带宽。这些算法都需要利用复杂的数学变换，同时受变换精度和噪声的影响，频域信号存在频率分辨率不高，频域信号包络模糊不清的不足。针对这些不足本发明打破传统思想，从时域的角度去对信道的变化率(即衰落带宽)进行估计。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种短波时变信道衰落带宽估计方法，该方法不需要经过复杂的数学变化，从时域角度对短波时变信道的衰落带宽进行估计，利用引入的时间标尺概念可以精确估计时变信道的衰落带宽，简单易行，有利于工程实现。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。