短波信道中的单载波频域均衡技术研究.pdf

《短波信道中的单载波频域均衡技术研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、总第189期2010年第3期舰船电子工程ShipElectronicEngineeringVoL30No．3103短波信道中的单载波频域均衡技术研究。周英波李含辉李丁山(武汉船舶通信研究所武汉430079)摘要短波信道的多径效应对短波通信造成严重的符号间干扰(ISI)。文章研究单载波频域均衡(SC-FDE)在短波信道均衡中的应用，分别采用频域线性均衡器和判决反馈均衡器对短波信道均衡进行仿真，仿真结果证明了该技术对短波信道均衡的有效性。关键词单载波；频域均衡；判决反馈中图分类号TN925ResearchonSingleCarrierFrequency-dom

2、ainEqualization‘HFChannelUalizationinannelZhouYingboLiHanhuiLiDingshan(WuhanMaritimeCommunicationResearchInstitute，Wuhan430079)Na6tractMultipathdelaycausesevereintersymbolinterferenceinshortwavecommunication．Thispaperresearchesthesinglecarrierfrequencydomainequlizationinshortwavec

3、hannel，uselinearequlizationanddecision-feedbackequlizationinshortwavechannel，thesimulationshowsSC-FDEiseffectiveforshortwavechannelequlization．KeyWordssinglecarrier，frequency-domainequalization，decision-feedbackClassNI■nborTN9251引言短波通信中，信号传输受电离层影响较大，多径效应比较严重。多径传播造成频率选择性衰落，使接收信号的波形

4、展宽，产生码间干扰[1]，从而限制了数字通信的传输速率。现有的单载波时域均衡技术(SC-TDE)和多载波正交频分复用技术(OFDM)在对抗多径衰落信道方面都有很好的性能，但单载波时域均衡存在计算量大、复杂度高的缺点，而OFDM存在峰均比高、频率偏移敏感的缺点。针对以上特点，本文研究单载波频域均衡技术对短波信道进行均衡。单载波频域均衡系统基于FFT和IFFT实现，在接收端采用频域均衡，降低了信号处理的复杂度，能够有效地对抗多径，达到较高的数据率；另外，SC—FDE系统采用单载波传输，系统对频移不太敏感，其峰均比也好于OFDM系统[2]。2SC—FDE原理单载

5、波频域均衡系统在每帧发送数据中加入循环前缀，通过短波信道后，接收端去掉接收数据中的循环前缀，然后通过FFT变换将信号转换到频域，在频域进行均衡后，再将信号做IFFT变换回时域进行判决。本文设计的短波信道下的单载波频域均衡系统结构如图1所示。设M为FFT的点数，z。为M个映射后码元组成的一个传输数据块，^(以)为短波信道的冲击响应，则每个接收到的数据符号厶可以如下表示：·收稿日期：2009年11月8日，修回日期：2009年12月18日作者简介：周英波，男，硕士研究生，研究方向：通信与信息系统。李含辉，男，高级工程师。李丁山，男，高级工程师。周英波等：短波信道

6、中的单载波频域均衡技术研究总第189期-1墓莶H塞董H鳖H薹塞H竺竺I牵图1短波倍遒下单载波频域均衡系统框图“=^。盼。+％n=0，1，⋯，M--1(1)式中，％为方差盯：的加性高斯白噪声，噪声的特征变量相互独立，o表示卷积运算，经过FFT变换以后，频域表示为：Rz=XIHl+Vl1=0，1，⋯，M一1(2)H为信道的频率响应，假设系统的同步和信道估计都是理想的，进行频域均衡后的接收信号S表示为：Sz=W；Rf=WfX2Hf+WfⅥ(3)职为频域滤波器的系数，判决前的信号为：晶2⋯WzXzHzeJ裔,u+,占tv,L∑l=0mⅥP格‘(4)若采用迫零(ZF

7、)均衡，系数为W：=1／H。，则晶2击荟x∥鼬+刍善ⅥHFk’铷=Xn-t-到0(5)在上式中口：一击∑ⅥHFlPJ釉。在短波信道的频率深衰落点处，上式右边噪声(口：)的权重很大，对信号的判决影响非常大。通常采用性能更好的最小均方误差(MMSE)均衡：m=而‰(6)3短波信道均衡本文采用基于UW序列作为循环前缀的帧结构。在数据中周期性的插入循环前缀(CP)以便于用FFT实现循环卷积，SC-FDE中UW的另一功能是吸收来自数据段的帧间干扰。在图2中，两个同样长度的UW背靠背相连。数据块前面的UW作为循环前缀，另一个UW与负载数据组成一个数据块，Uw序列的插入

8、使得数据块具有理想的周期自相关特性。由于Uw用作循环前缀，要求UW