專利名稱：短波mc-cdma的最大比信道均衡方法
技術領域：
本發(fā)明屬于通信抗干擾的技術領域，特別是一種短波MC-CDMA的最大比信道均衡方法。
背景技術：
短波信道由于多徑影響，數據傳輸速率一直不高而且不穩(wěn)定。在短波寬帶 信道上可以利用多載波和碼分多址技術傳輸可靠的高速數據(Jan EMN, Timothy C G. ffidebandmulti-carrier transmission for military HF communications[C]. Proc. Milcom，97，Monterey, U. S. A. 1997. 1046-1051.)，一個優(yōu)勢就是利用簡單的頻域均衡補償 信道的不平坦特性，傳統(tǒng)的信道均衡方法是在接收端把頻域接收信號除以信道傳輸函數的 頻域響應。但是由于多徑信道的傳輸函數在頻域有比較低的點(深度衰落)存在，它的倒 數將出現比較強的峰值，這些峰值對噪聲的放大作用影響系統(tǒng)性能，如圖1所示，使誤碼率 性能急劇下降。例如=Waters0n短波信道模型中的四徑傳輸函數倒數存在多個放大倍數在 10倍左右的點，六徑模型傳輸函數倒數存在一個放大倍數達70倍的點，在這些點上，噪聲 將被放大，在附圖4和5可以看到，信噪比較低時，用這種簡單均衡方法造成的噪聲放大使 得誤碼率性能很差，甚至還不如無均衡系統(tǒng)。研究短波寬帶信道上傳輸信道補償問題是一 個有意義的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種應用于短波MC-CDMA的最大比信道均衡方法，解決了 MC-CDMA中的噪聲放大問題，同時結合解擴得到適合于MC-CDMA的信道均衡。實現本發(fā)明目的的技術方案為一種短波MC-CDMA的最大比信道均衡方法，步驟 如下(1)要發(fā)送的數據幀在位移映射模塊中映射成原始直擴序列的循環(huán)移位，經過串 并變換后送入IFFT，變成時域調制信號；(2)調制后的并行時域信號經過并串變換，再插入導頻符號，經過信道發(fā)送到接收 端；(3)接收端收到的信號包括導頻符號和數據幀，經過串并變換后，首先送到FFT， 由收到的導頻符號，估計短波信道的傳輸函數；(4)接收端接收到的數據幀，根據估計的信道傳輸函數，得到MRCE的均衡系數，均 衡系數的幅度使用信道傳輸函數的幅度氏="^·，相位使用共軛Φ ‘ η=_Φη，進行最大比信
Ηη
道均衡；(5)經過最大比均衡后的各個子載波數據和本地擴頻碼產生的序列進行相關，判 決得到解擴數據，接收機繼續(xù)接收下一個數據幀。本發(fā)明與現有技術相比，其顯著優(yōu)點為(1)由于聯(lián)合考慮了信道均衡和解擴過程，在幅度和相位補償方面使用不同的方法均衡，具有系統(tǒng)優(yōu)化的特點，可以充分利用信道 條件好的子載波能量，以最大比率合并的方式完成信道均衡和解擴處理，得到更好的解擴 輸出信噪比，相比于采用傳統(tǒng)均衡和解擴方法的系統(tǒng)，有更好的誤碼率性能，如附圖4和附 圖5所示。(2)利用偽隨機序列的循環(huán)位移位置攜帶信息，比如IOM位的偽隨機序列可以 傳輸IObit數據，達到抗干擾的效果。( 考慮擴頻解擴需要，信道均衡的時候，采用和傳統(tǒng) 信道均衡不同的方法-最大比信道均衡-進行信道補償，即，信道條件好的信道使用大的幅 度系數進行補償，而差信道使用小幅度系數進行補償，以獲得最大輸出信噪比。下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細描述。


圖1是不同多徑信道頻域傳輸函數的模及其倒數(a)四徑信道傳輸函數(b)四 徑信道傳輸函數倒數(c)六徑信道傳輸函數(d)六徑信道傳輸函數倒數。圖 2 是 MC-CDMA 中的 MRCE 框圖。圖3是不同均衡方法所對應的相關峰值。圖4是四徑信道下不同均衡方法的誤碼率性能。圖5是六徑信道下不同均衡方法的誤碼率性能。
具體實施例方式結合圖2，本發(fā)明短波MC-CDMA的最大比信道均衡方法，應用于短波 MC-CDMA(MRCE-Maximum Rate Channel Equalization多載波碼分多址接入)中的信道均衡 技術方法，特別是把信道均衡和解擴進行聯(lián)合設計，其步驟如下(1)在位移映射模塊中選擇要發(fā)送的數據幀，映射成擴頻碼產生器送來的直擴序 列的循環(huán)移位，經過串并變換后送入IFFT，變成時域調制信號，如圖2的上半部分框圖。在 η個子載波上傳輸偽隨機序列的η個碼元，每幀傳輸的數據比特為111=10 n，這m個數據 作為一幀數據映射成直擴序列位移時，比特相近的幀映射的直擴序列循環(huán)位移也相近，相 鄰位移對應數據幀的比特差異為1。這樣設計映射的好處在于可以在解擴的時候，即使出 現位移估計偏差，也不會使得該幀的m個比特全錯，一般情況下是位移錯1 2位時，接擴 后的幀錯1 2個比特，可以用糾錯編碼很容易地糾正誤碼。(2)調制后的并行時域信號經過并串變換，再插入導頻符號，經過信道發(fā)送到接收 端，如圖2的右半部分。(3)接收端收到的信號包括導頻符號和數據幀，經過串并變換后，首先送到FFT， 由收到的導頻符號，得到短波信道的傳輸特性，根據估計的信道傳輸函數。(4)接收端接收到的數據幀，根據估計的信道傳輸函數，得到MRCE的均衡系數，均
衡系數的幅度使用信道傳輸函數的幅度bn=1/Hn，相位使用共軛Φ ‘ η=_Φη，進行最大比信
道均衡。和傳統(tǒng)均衡方式不同，如圖3(a)無均衡，圖3(b)常規(guī)均衡，圖3(c)相位均衡，圖 3(d)靜態(tài)最大比率合并所示，可見MRCE方法不會放大噪聲，具有更好的解擴信噪比。對估 計得到的各個子載波信道參數進行均衡的的時候，相位按傳統(tǒng)方式補償，而幅度按最大比 方式進行補償。這樣做的益處是，好信道使用大的幅度補償系數，差信道使用小的幅度補償系數，避免了差信道的噪聲放大問題，優(yōu)化了信道均衡和解擴過程，可以得到更高的解擴后 輸出信噪比。(5)經過最大比均衡后的各個子載波數據和本地擴頻碼產生的序列進行相關，判 決得到得到解擴數據，接收機繼續(xù)接收下一個數據幀。如圖4和圖5，分別給出了 4徑和6 徑信道下的仿真性能，MRCE方法有更好的誤碼率性能?？紤]到在MC-CDMA系統(tǒng)中，最終我們關注的是解擴后信號的信噪比如何，聯(lián)合考 慮信道均衡和解擴這兩步信號處理過程，我們認為不必像傳統(tǒng)方法一樣對每個子載波的幅 度進行精確恢復，這樣可以避免噪聲由于傳輸函數中的零點引起的放大問題，也可以通過 最大比均衡(MRCE)，使得好信道上的信號得到最大權重，在解擴時提高輸出信噪比，如圖3 所示。相比于傳統(tǒng)方法，這種方法的信噪比改善上限為
權利要求
1. 一種短波MC-CDMA的最大比信道均衡方法，其特征在于步驟如下(1)要發(fā)送的數據幀在位移映射模塊中映射成原始直擴序列的循環(huán)移位，經過串并變 換后送入IFFT，變成時域調制信號；(2)調制后的并行時域信號經過并串變換，再插入導頻符號，經過信道發(fā)送到接收端；(3)接收端收到的信號包括導頻符號和數據幀，經過串并變換后，首先送到FFT，由收 到的導頻符號，估計短波信道的傳輸函數；(4)接收端接收到的數據幀，根據估計的信道傳輸函數，得到MRCE的均衡系數，均衡系數的幅度使用信道傳輸函數的幅度相位使用共軛Φ ‘ η=_Φη，進行最大比信道均(5)經過最大比均衡后的各個子載波數據和本地擴頻碼產生的序列進行相關，判決得 到解擴數據，接收機繼續(xù)接收下一個數據幀。
2.根據權利要求1所述的應用于短波MC-CDMA的最大比信道均衡方法，其特征在于在 步驟(1)中，在η個子載波上傳輸偽隨機序列的η個碼元，每幀傳輸的數據比特為m= 10 n，這m個數據作為一幀數據映射成直擴序列位移時，比特相近的幀映射的直擴序列循環(huán)位 移也相近，相鄰位移對應數據幀的比特差異為1。
3.根據權利要求1所述的應用于短波MC-CDMA的最大比信道均衡方法，其特征在于在 步驟中，對估計得到的各個子載波信道參數進行均衡的的時候，相位按傳統(tǒng)方式補償， 而幅度按最大比方式進行補償。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種短波MC-CDMA的最大比信道均衡方法，首先要發(fā)送的數據幀在位移映射模塊中映射成原始直擴序列的循環(huán)移位，經過串并變換后送入IFFT，變成時域調制信號；調制后的并行時域信號經過并串變換，再插入導頻符號，經過信道發(fā)送到接收端；接收端收到的信號包括導頻符號和數據幀，經過串并變換后，首先送到FFT，由收到的導頻符號，估計短波信道的傳輸函數；接收端接收到的數據幀，根據估計的信道傳輸函數，得到MRCE的均衡系數，進行最大比信道均衡；經過最大比均衡后的各個子載波數據和本地擴頻碼產生的序列進行相關，判決得到解擴數據，接收機繼續(xù)接收下一個數據幀。本發(fā)明有更好的誤碼率性能，達到抗干擾的效果。
文檔編號H04B1/711GK102111359SQ20111005201
公開日2011年6月29日 申請日期2011年3月4日 優(yōu)先權日2011年3月4日
發(fā)明者沈良, 王呈貴, 王金龍, 盛雁鳴, 童曉兵, 闞春榮 申請人:中國人民解放軍理工大學