[发明专利]一种基于单载波频域均衡技术的信号接收方法

说明书

本发明涉及一种基于单载波频域均衡技术的信号接收方法，克服现有单载波频域均衡系统开销与信道估计精度的缺点与不足，提供了一种基于训练序列改进数据帧结构设计，以及信号同步和信道估计的方法，该方法适用于无人机集群数据链路及大部分多径衰落信道，可以实现不同场景下信号单载波频域均衡。

技术领域

本发明属于无人机集群通信技术领域，具体涉及一种基于单载波频域均衡技术的信号接收方法。

背景技术

大规模无人机集群通过武器平台横向组网，实现资源共享、协同作战，最大程度地提高武器平台的作战效能，将在未来的联合作战中发挥重要作用。无人机网络在复杂作战环境中通过数据链组网实现信息的实时共享与交互，进而进行任务执行调整、自主控制迭代，以快速适应新环境、合理规划路径、高效完成任务。无人机集群通信网络中存在地空、空空两种链路，地空链路信道为典型的多径衰落信道，通信信号受到频率选择性衰落和时延扩展的影响会产生严重的码间干扰，降低系统可靠性。

目前用于对抗信道ISI的主要方法有：正交频分复用技术(OFDM)、单载波时域均衡技术(SC-TDE)、单载波频域均衡技术(SC-FDE)等，SC-TDE在ISI非常严重时，所需的时域均衡器抽头系数过多，复杂度较高；OFDM将信息通过多个子载波并行传输，扩展了各子载波上的信号时间，使OFDM对脉信道快衰落的抵抗力增强，但其存对频偏和相位噪声比较敏感，峰均比高的缺点，增加了系统成本，不适用于无人机机载功率受限的情形。

按照已知序列选取的不同，频域信道估计大致分为两类:1)基于辅助数据的信道估计技术，实现复杂度低，具有较高的估计精度。2)将均衡器的判决输出作为已知序列，进行面向判决的信道估计，其估计值随信道变化。但由于信号频谱的不平稳会造成信道估计的噪声增强，严重影响估计的精度，收敛时间较长，不适用于无人机集群通信网络。

精确的同步是传输数据恢复的关键点，是完成SC-FDE的前提，传统的SC-FDE系统一般利用不同的独特字进行信号同步和信道估计，这种数据帧结构存在系统开销大的问题，基于循环前缀的方法信道估计由于其长度受限，导致点数过少而无法检测到整个信道的特性，精度相对较低。`虽然增加序列的块数会提高信道估计精度，但是这是以增加系统开销为代价且存在误差平台。

发明内容

本发明解决的技术问题是：本发明的主要目的在于克服现有单载波频域均衡系统开销与信道估计精度的缺点与不足，提供了一种基于训练序列改进数据帧结构设计，以及信号同步和信道估计的方法，提高了定时精度，降低了系统消耗，改善了通信质量，该方法适用于无人机集群数据链路及大部分多径衰落信道，可以实现不同场景下信号单载波频域均衡，还可适用于城市峡谷、密集树林等多径通信环境。

本发明的技术方案是：一种基于单载波频域均衡技术的信号接收方法，包括以下步骤：

步骤1：无人机遥测数据帧经过调制、射频通道后经由天线发射出去；

步骤2：将无人机地面天线接收到的射频信号经过滤波、下变频、数字采样后，得到基带信号y；

步骤3：本地NH序列p与y做相关，得到自相关变量

其中N为信道估计窗口长度。

定义归一化函数P为

定义定时函数m为：

步骤4：改变n的取值位置(取值为n,n+1,n+2,…n+20*N)，得到一组m_n；

步骤5：取m_n峰值位置对应的点n_stat为训练序列的正确起始位置；

步骤6：取信号y(n_stat:n_stat+2*N)与本地NH码做相关，得到信号y’；