一种移动低速散射通信解调系统及解调方法与流程

本发明涉及散射通信，具体涉及一种移动低速散射通信解调方法及装置。

背景技术：

1、散射通信由于采用了波束角较窄的定向天线，对准困难，因此一般在固定位置架设后静止进行通信，随着定向天线跟踪对准技术的发展，散射设备可装载在各移动平台上进行移动散射通信，例如车载散射通信、船载散射通信等都属于移动散射通信。相较于静止散射通信，移动散射通信需要克服大范围变化的多普勒频移，多普勒频移变化范围跟通信站之间的相对移动速度有关，在车载及舰载散射通信中多普勒频移的变化范围一般在千赫兹以内。

2、散射通信设备传输的业务速率可覆盖几kbps到几十mbps，低速散射通信一般指业务速率几kbps的散射通信，低速散射通信采用的符号速率一般为几十ksps，由于通信使用的符号速率较低，因此低速散射通信更容易受到多普勒频移的影响，当多普勒频移较大时一跳内数据相位发生了周期性变化，因此移动低速散射通信如果沿用静止散射通信解调方式，即在一跳内只使用一个信道估计值进行数据均衡就会出现无法正确解调的问题，为了正确解调一般会采用在一跳内插入多段导频进行多次的信道估计和均衡，但是这种方法会增加数据的开销降低实际传输的业务速率，如果采用抗频偏能力较强的非相干解调方法，则会严重减低解调性能，无法满足散射通信距离要求，而且上述两种方法都会改变跳结构或者解调方法，无法和静止低速散射通信保持相同的解调架构。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种移动低速散射通信解调方法及装置，和静止散射通信保持了相同的解调架构，能够在大多普勒频移变化范围内正确解调，同时不会增加额外的导频开销，不会损失解调性能。

2、为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：

3、一种移动低速散射通信解调系统，包括信道估计模块(31)、信道估计补偿模块(32)和数据均衡模块(33)；

4、所述信道估计模块(31)用于获得每跳接收信号初始信道估计值和信道估计值相位变化量；其包括初始信道估计值计算单元和信道估计值相位变化量计算单元；所述初始信道估计值计算单元用于根据数据接收导频计算出初始的信道估计值，信道估计值相位变化量计算单元用于根据数据接收导频计算出信道估计值的相位变化量；

5、所述信道估计补偿模块(32)用于获得接收数据分段数n和对应的相位补偿后信道估计值；其包括数据分段数计算单元和信道估计值相位补偿计算单元；数据分段数计算单元用于根据信道估计值的相位变化量确定接收数据分段数n；信道估计值相位补偿计算单元用于根据信道估计初始值和信道估计值相位变化量计算得到n个相位补偿后的信道估计值。

6、所述数据均衡模块(33)用于根据分段后相位补偿信道估计值和分段接收数据进行对应的数据均衡处理；

7、初始信道估计值计算单元、信道估计值相位变化量计算单元、数据分段数计算单元、信道估计值相位补偿计算单元和数据均衡模块顺次连接。

8、一种移动低速散射通信解调方法，具体包括以下过程：

9、首先，根据每跳接收数据的导频计算初始信道估计值；再根据每跳接收数据的导频计算信道估计值相位变化量；之后，根据信道估计值相位变化量确定每跳数据均衡的分段数n，对每跳数据按照数据均衡段数进行分段处理；

10、采用信道估计值补偿的方法，在初始信道估计值基础上进行相位分段补偿，分别计算出和分段数据对应的n个相位补偿后的信道估计值。

11、进一步的，根据每跳接收数据的导频计算初始信道估计值，包括：

12、导频采用pn码或者chu序列，通过完全序列时域匹配的方法计算初始信道估计值。

13、进一步的，根据每跳接收数据的导频计算信道估计值相位变化量，包括：

14、导频采用pn码或者chu序列，通过前后两部分序列分别进行时域匹配的方法计算出两个信道估计值，两个信道估计值的相位差即为相位变化量。

15、进一步的，根据信道估计值相位变化量确定每跳数据均衡的分段数n，对每跳数据按照数据均衡段数进行分段处理，包括：

16、通过信道估计值相位变化量计算获得当跳的多普勒频移，根据多普勒频移确定分段数n；原则是按照分段数n分段后每段数据对应的信道估计值在该数据段内相位变化量不大于2π/k/16,其中k为数字相位调制的进制数。

17、进一步的，采用信道估计值补偿的方法，在初始信道估计值基础上进行相位分段补偿，分别计算出和分段数据对应的n个相位补偿后的信道估计值，包括：

18、信道估计值相位补偿计算公式hn＝h0*ej(n*l*θ)，其中hn为第n段接收数据对应的补偿后信道估计值，h0是计算的初始信道估计值，n表示接收数据段号，取值为1≤n≤n，l表示每段数据的符号长度，θ表示单位符号长度信道估计值的相位变化量。

19、进一步的，使用相位补偿后的信道估计值和对应的分段数据进行数据均衡处理，包括：

20、进行分段数据均衡时，分段数据和使用的补偿后信道估计值一一对应。

21、本发明采取上述技术方案所产生的有益效果在于：

22、1、本发明通过计算多组补偿后的信道估计值进行多段均衡处理，避免了背景技术中一跳数据只使用一个信道估计值，在大多普勒频移下无法正确解调的问题，和静止散射通信保持了相同的解调架构，并能够在移动低速散射通信中正确解调。

23、2、本发明利用了相同的接收导频信息同时完成初始信道估计值和信道估计值相位变化量的计算，避免了背景技术中插入多段导频导致数据开销增大的问题，可以不增加数据开销情况下实现了大范围多普勒频移下的信道估计。

24、3、本发明采用的信道估计值相位补偿及分段数据均衡方法，避免了背景技术中采用非相干解调抗频偏方法会降低解调性能的问题，仍保持了相干解调的性能。

技术特征：

1.一种移动低速散射通信解调系统，其特征在于，包括信道估计模块(31)、信道估计补偿模块(32)和数据均衡模块(33)；

2.一种移动低速散射通信解调方法，其特征在于，具体包括以下过程：

3.根据权利要求2所述的一种移动低速散射通信解调方法，其特征在于，根据每跳接收数据的导频计算初始信道估计值，包括：

4.根据权利要求2所述的一种移动低速散射通信解调方法，其特征在于，根据每跳接收数据的导频计算信道估计值相位变化量，包括：

5.根据权利要求2所述的一种移动低速散射通信解调方法，其特征在于，根据信道估计值相位变化量确定每跳数据均衡的分段数n，对每跳数据按照数据均衡段数进行分段处理，包括：

6.根据权利要求2所述的一种移动低速散射通信解调方法，其特征在于，采用信道估计值补偿的方法，在初始信道估计值基础上进行相位分段补偿，分别计算出和分段数据对应的n个相位补偿后的信道估计值，包括：

7.根据权利要求2所述的一种移动低速散射通信解调方法，其特征在于，使用相位补偿后的信道估计值和对应的分段数据进行数据均衡处理，包括：

技术总结
本发明提供了一种移动低速散射通信解调系统及解调方法，属于散射通信技术领域可应用于移动低速散射通信，克服大多普勒频移影响实现可靠解调。该方法包括：利用每跳接收数据的导频进行初始信道估计值和信道估计值相位变化量的计算，根据信道估计值相位变化量确定一跳数据均衡的分段数N，在初始信道估计值基础上进行相位分段补偿，分别计算出和分段数据对应的补偿后信道估计值，使用相位补偿后信道估计值和对应的分段数据进行数据均衡处理。本发明采用信道估计值相位补偿和多段均衡的方法，和静止散射通信保持了相同的解调架构，能够在大多普勒频移变化范围内正确解调，并且不会增加额外的导频开销，不会损失解调性能。

技术研发人员：张晓哲,吴丹,王伟,何占林,任文成,赵世铎,张凯超,孟颢,卢坡,相楠
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第五十四研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11