CN102013910A - 一种短波多天线信号增强接收方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种短波多天线信号增强接收方法，在发送端首先对发送的信息比特添加CRC校验比特位，经信道编码及交织处理后调制形成数据块，在数据块发送前加入同步序列用于接收端提取定时同步信息；接收端接收信号时采用多天线接收，利用接收到的信号提取同步信息，同时进行信道估计，估计相应的信道参数用于解调处理；将不同天线上接收到的多径信号进行逐天线解调或逐路径解调处理后，进行分集合并组合；将分集合并后的并行数据流用于求取比特软值，经解交织及译码判决后，由CRC依次校验译码得到的各路数据，当校验到某路数据无误时停止校验，同时输出该路数据。本发明改善了短波固定台站的接收性能，而且提升了现有短波通信系统的抗衰落性能。
Description
技术领域
本发明属于短波通信技术领域，特别是一种短波多天线信号增强接收方法。
背景技术
短波通信主要依靠电离层的反射适合远距离传输，抗毁能力强且设备简单，在军事通信领域中有着不可替代的作用。由于电离层结构的特殊性，使得电离层反射信道是一种时变色散信道具有时变、多径衰落等特性，严重影响了接收信号的质量。现有短波通信网中固定台站都有多台接收机分别对应着不同的天线，各天线分别接收来自不同方向上短波机动用户的发送信号如附图1示，即某时刻固定台站接收短波机动用户发送信号时采用的是单天线接收，而其它天线上接收到的信号不加以利用，这种接收方式在实际的通信过程中仍然存在两方面的不足：
一方面，短波机动用户发射功率有限，如背负式短波电台通常为20W，而且短波机动用户终端多采用鞭天线，天线发射增益低，因此短波机动用户发射的低功率信号在经历短波信道传播后衰落较为严重，致使固定台站接收到的信号较弱，影响了短波固定台站的接收性能。
另一方面，目前短波固定台站是基于单天线接收方式，主要依靠现有通信体制中的均衡技术、交织以及信道编译码等技术来抵抗信道衰落的影响，其接收性能有待进一步提高。
考虑到多天分集接收技术是一种有效的抗衰落手段，在移动通信中已被证明可以提高频谱利用率、增加系统容量、抵抗和抑制各种干扰。因此如何充分利用现有短波固定台站的多天线配置，寻求一种有效地分集合并策略提升现有短波固定台站的接收性能具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用多天线分集合并策略结合CRC技术优选正确分集合并支路达到提升短波固定台站接收性能的方法。
实现本发明目的的技术方案为：一种短波多天线信号增强接收方法，利用现有固定台站的多天线配置，在引入多天线分集合并技术的基础上结合CRC实现优选正确的分集合并支路，达到提升固定台站接收性能的目的，包括以下步骤：
第一步，在发送端首先对发送的信息比特添加CRC校验比特位，经信道编码及交织处理后调制形成数据块，在数据块发送前加入同步序列用于接收端提取定时同步信息；
第二步，接收端接收信号时采用多天线接收，利用接收到的信号提取同步信息，同时进行信道估计，估计相应的信道参数用于解调处理；
第三步，将不同天线上接收到的多径信号进行逐天线解调或逐路径解调处理后，进行分集合并组合；
第四步，将分集合并后的并行数据流用于求取比特软值，经解交织及译码判决后，由CRC依次校验译码得到的各路数据，当校验到某路数据无误时停止校验，同时输出该路数据。
本发明与现有技术相比，其显著优点为：利用了现有短波固定台站的多天线配置，把现有的多天线技术引入到短波固定台站中，利用合并技术组合各天线上解调得到的多路信号，结合CRC技术通过优选正确的分集合并支路即依次校验译码后得到的多路并行数据流，校验到某路数据无误时停止校验输出该路数据，该发明不仅改善了现有短波固定台站的接收性能，而且进一步提升了现有短波通信系统的抗衰落性能。
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
附图说明
图1是短波机动用户接入短波固定台站示意图。
图2是本发明系统功能结构框图。
图3是正交扩频解调分集支路结构框图。
图4是信号独立衰落时误比特率曲线图。
图5是相关衰落系数为0.5时误比特率曲线图。
图6是相关衰落系数为0.9时误比特率曲线图。
具体实施方式
结合图1和图2，本发明是采用多天线技术增强短波固定台站接收性能的方法，利用现有固定台站的多天线配置，在引入多天线分集合并技术的基础上结合CRC实现优选正确的分集合并支路，达到提升固定台站接收性能的目的，包括以下步骤：
第一步，在发送端首先对发送的信息比特添加CRC校验比特位，经信道编码及交织处理后调制形成数据块，在数据块发送前加入同步序列用于接收端提取定时同步信息；
第二步，接收端接收信号时采用多天线接收，利用接收到的信号提取同步信息，同时进行信道估计，估计相应的信道参数（如信道冲击响应、时延）用于解调处理；
第三步，将不同天线上接收到的多径信号进行逐天线解调或逐路径解调处理后，进行分集合并组合。具体采用解调方法如下：
（1）逐天线解调即对各天线上接收到的多径信号只解调输出一路解调值，对各径信号不加以利用。如短波通信接收端采用均衡技术处理多径干扰，未能区分开各径信号时，则采用逐天线解调接收到的n路天线接收的多径信号，经分集合并n路解调值的所有排列组合可形成
路并行数据流；
（2）逐路径解调即对各天线上接收的多径信号进行分离后，对分离的各径信号解调输出一路解调值。如短波通信采用扩频通信技术时，可利用扩频码序列的相关特性从多径信号中提取和分离出各径信号，解调时则采用逐路径解调接收到的n路多径信号，同时采纳CCIR信道模型假设接收的多径信号最多为两径，经分集合并可排列组合形成
路并行数据流，其中k表示有k根天线接收到的是单径信号；
（3）根据接收端采用的解调方式的不同，分集合并时可采用不同的分集合并方式。如相干解调时采用最大比值合并各路解调值，即
其中
为加权系数；非相干解调时则采用等增益合并各路解调值，即
第四步，将分集合并后的并行数据流用于求取比特软值，经解交织及译码判决后，由CRC依次校验译码得到的各路数据，当校验到某路数据无误时停止校验，同时输出该路数据。
实施例
本发明的以双天线接收为例，采纳CCIR建议的两径信道模型，具体的实施步骤如下：
第一步，首先对欲发送的信息比特添加16位的CRC校验比特位，具体采用的生成多项式为
。经码率为1/2的LDPC编码后，进行行列交织处理；
第二步，将交织处理后的数据，每6比特调制成一个相应的正交扩频序列
，其中正交扩频序列采用长度为64位的Walsh码。在调制序列发送前加入同步头，同步头传输时采用自相关特性良好的扩频码；
第三步，接收端采用两天线进行接收，首先利用接收到的同步头提取同步信息和相应的时延估计后，对各天线上的两径信号
，
进行逐路径非相干解调处理得到相应的4路相关值矢量
，具体的正交扩频解调分集支路如附图3示；
其中，
表示接收序列与第个扩频序列
的相关值。
第四步，将得到的4个相关值矢量，经分集合并可排列组合输出
种，具体为4种相关值矢量直接输出用于比特软值的求取，等增益合并处理4个相关值矢量输出11种结果
，，
，，
，
；
，
，
，
；
；
第五步，将经分集合并处理后得到的15路并行数据，用于比特软值
的求取。具体采用双最大值算法求取比特软值。
其中
表示第n个调制符号的第k个比特位，
分别对应取1和0的扩频序号集合；
第六步，将比特软值
经解交织处理后，进行LDPC译码判决，译码采用置信传播译码算法，最大的译码迭代次数设置为50次。最后将译码判决得到的15路并行数据，经CRC依次校验当校验到某路数据无误时停止校验，同时输出该路数据。
为了对本发明中的短波多天线信号增强接收方法进行验证，针对不同信道衰落条件下的误比特率进行了仿真比较。图4给出了双天线两径信道模型结构下，各信号经历独立衰落时，单天线接收和发明方法的性能比较，从图中可以看出：发明方法的接收性能相比于单天线接收有了明显的改善。
图5及图6分别针对相关衰落系数为0.5和0.9的情况下性能曲线，从图中可看出在相关衰落系数较小时本发明方法相比于单天线接收性能仍然有较大改善。相反，相关衰落系数较大时，发明方法与单天线接收相比两者性能较为接近。由此可知基于CRC技术的短波固定台站多天线接收方法可以改善系统的性能。
Claims (2)
1.一种短波多天线信号增强接收方法，其特征在于利用现有固定台站的多天线配置，在引入多天线分集合并技术的基础上结合CRC实现优选正确的分集合并支路，达到提升固定台站接收性能的目的，包括以下步骤：
第一步，在发送端首先对发送的信息比特添加CRC校验比特位，经信道编码及交织处理后调制形成数据块，在数据块发送前加入同步序列用于接收端提取定时同步信息；
第二步，接收端接收信号时采用多天线接收，利用接收到的信号提取同步信息，同时进行信道估计，估计相应的信道参数用于解调处理；
第三步，将不同天线上接收到的多径信号进行逐天线解调或逐路径解调处理后，进行分集合并组合；
第四步，将分集合并后的并行数据流用于求取比特软值，经解交织及译码判决后，由CRC依次校验译码得到的各路数据，当校验到某路数据无误时停止校验，同时输出该路数据。
2.根据权利要求1所述的短波多天线信号增强接收方法，其特征在于在第三步中，解调的步骤如下：
（1）逐天线解调即对各天线上接收到的多径信号只解调输出一路解调值，对各径信号不加以利用，如短波通信接收端采用均衡技术处理多径干扰，未能区分开各径信号时，则采用逐天线解调接收到的n路天线接收的多径信号，经分集合并n路解调值的所有排列组合可形成
路并行数据流；
（2）逐路径解调即对各天线上接收的多径信号进行分离后，对分离的各径信号解调输出一路解调值，如短波通信采用扩频通信技术时，利用扩频码序列的相关特性从多径信号中提取和分离出各径信号，解调时则采用逐路径解调接收到的n路多径信号，同时采纳CCIR信道模型假设接收的多径信号最多为两径，经分集合并可排列组合形成
路并行数据流，其中k表示有k根天线接收到的是单径信号；
（3）根据接收端采用的解调方式的不同，分集合并时采用不同的分集合并方式，如相干解调时采用最大比值合并各路解调值，即
其中为加权系数，表示第m个分集合并支路信号；非相干解调时则采用等增益合并各路解调值，即
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