CN109088647B - 短波信号均衡方法和装置、均衡设备和接收机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种短波信号均衡方法和装置，该方法包括步骤：确定待均衡短波信号组帧的目标数据和已知数据；获取用于对目标数据进行均衡的第一信道系数，根据第一信道系数对目标数据进行均衡得到初始均衡数据；利用初始均衡数据和已知数据进行信道跟踪获取第二信道系数；根据第二信道系数对目标数据的选定数据段的数据进行均衡得到子均衡数据；将初始均衡数据中与选定数据段相对应的数据替换为子均衡数据，该方案能够通过准确获取待均衡短波信号的信道系数，并利用该信道系数对短波信号进行均衡处理，保证了信号均衡性能，而且计算复杂度低，在保证信号均衡性能的同时也提高了信号均衡的效率，有利于提高通信质量。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种短波信号均衡方法、短波信号均衡装置、信号均衡设备、信号接收机和计算机可读存储介质。
背景技术
通过天波传播和地波传播是将短波信号进行传播的主要方式，其中地波传播路径损耗比较大，一般适用于近距离通信，天波传播路径损耗相对较小，它通过电离层反射可以进行数千乃至上万公里的远距离通信，然而由于天波传播靠电离层的一次或多次反射进行通信，存在严重的多径效应，而且天波信道是时变信道，受到多径干扰、频率选择性衰落、时间选择性衰落、多普勒频移等多种不利干扰因素的影响，这些干扰因素导致短波通信中所使用的高频信号在空域、时域、频域中扩散严重，使得如短波信号等通信信号由于这种扩散产生严重的码间干扰，降低了传输的可靠性，严重影响通信质量。
传统技术一般会在接收机中通过均衡器来消除或减少码间串扰的影响，由于通信信道一般是时变信道，所以通常会利用时域信道估计算法获得信道系数，再利用该信道系数进行信道均衡来消除时变信道的影响，其中，迫零均衡算法和MMSE均衡算法即最小均方差均衡算法，是两种常见的信号均衡算法，然而在这两种算法的实施过程中发现迫零均衡算法容易受到噪声的影响，在均衡器对信号均衡的过程中会放大噪声，信号均衡性能偏低，还发现MMSE均衡算法计算复杂度较高，例如在信道系数较多的时候，对信道矩阵求逆的运算量非常大，降低短波信号均衡的效率。
发明内容
基于此，有必要针对传统技术中存在的上述问题，提供一种短波信号均衡方法、短波信号均衡装置、信号均衡设备、信号接收机和计算机可读存储介质。
一种短波信号均衡方法，包括步骤：
确定待均衡短波信号组帧的目标数据和已知数据；
获取用于对所述目标数据进行均衡的第一信道系数，根据所述第一信道系数对所述目标数据进行均衡得到初始均衡数据；
利用所述初始均衡数据和已知数据进行信道跟踪获取第二信道系数；根据所述第二信道系数对所述目标数据的选定数据段的数据进行均衡得到子均衡数据；
将所述初始均衡数据中与所述选定数据段相对应的数据替换为所述子均衡数据。
上述短波信号均衡方法，确定待均衡短波信号组帧的目标数据和已知数据，获取用于对目标数据进行均衡的第一信道系数，根据第一信道系数对目标数据进行均衡处理得到初始均衡数据，再利用该初始均衡数据和已知数据进行信道跟踪获取第二信道系数，根据第二信道系数对目标数据的选定数据段的数据进行均衡处理获取子均衡数据，将该子均衡数据与初始均衡数据中该选定数据段相对应的数据进行替换，能够准确获取待均衡短波信号的信道系数，并利用该信道系数对短波信号进行均衡处理，保证了信号均衡性能，而且计算复杂度低，在保证信号均衡性能的同时也提高了信号均衡的效率，有利于提高通信质量。
在一个实施例中，提供了一种短波信号均衡方法，包括步骤：
根据如上任一项实施例所述的短波信号均衡方法对待均衡短波信号携带的各个数据帧中的目标数据进行均衡；其中，所述待均衡短波信号为对多个目标数据和已知数据进行组帧的短波信号。
上述短波信号均衡方法，能够准确获取待均衡短波信号的信道系数，并在短波信号的每一个数据帧中利用信道系数对目标数据进行均衡处理，保证了信号均衡性能，而且计算复杂度低，在保证信号均衡性能的同时也提高了信号均衡的效率，有利于提高通信质量。
在一个实施例中，提供了一种短波信号均衡方法，包括步骤：
根据如上任一项实施例所述的短波信号均衡方法对第一待均衡短波信号进行均衡得到第一均衡数据，对所述第一均衡数据进行解调、解扰和译码处理得到译码；
判断所述译码是否为正确译码；若否，则对所述第一均衡数据进行编码、加扰和调制处理，设为所述目标数据，利用所述导频数据和已知数据对所述目标数据进行组帧得到第二待均衡短波信号；
根据如上任一项实施例所述的短波信号均衡方法对所述第二待均衡短波信号进行均衡得到第二均衡数据，并将所述第一均衡数据和第二均衡数据进行加权合并。
上述短波信号均衡方法，对第一待均衡短波信号进行均衡得到第一均衡数据并获取该第一均衡数据的译码，若译码不是正确的译码则对第一均衡数据进行重新调制得到第二待均衡短波信号，并对第二待均衡短波信号进行均衡得到第二均衡数据，将第一均衡数据和第二均衡数据进行加权合并，进一步提高了对短波信号进行均衡的性能，而且计算复杂度低，在保证信号均衡性能的同时也提高了信号均衡的效率，有利于提高通信质量。
在一个实施例中，提供了一种短波信号均衡装置，包括：
数据确定模块，用于确定待均衡短波信号组帧的目标数据和已知数据；
第一跟踪模块，用于获取用于对所述目标数据进行均衡的第一信道系数，根据所述第一信道系数对所述目标数据进行均衡得到初始均衡数据；
第二跟踪模块，用于利用所述初始均衡数据和已知数据进行信道跟踪获取第二信道系数；根据所述第二信道系数对所述目标数据的选定数据段的数据进行均衡得到子均衡数据；
第一均衡模块，用于将所述初始均衡数据中与所述选定数据段相对应的数据替换为所述子均衡数据。
上述短波信号均衡装置，能够准确获取待均衡短波信号的信道系数，并利用该信道系数对短波信号进行均衡处理，保证了信号均衡性能，而且计算复杂度低，在保证信号均衡性能的同时也提高了信号均衡的效率，有利于提高通信质量。
在一个实施例中，提供了一种短波信号均衡装置，包括：
第二均衡模块，用于根据如上任一项实施例所述的短波信号均衡方法对待均衡短波信号携带的各个数据帧中的目标数据进行均衡；其中，所述待均衡短波信号为对导频数据、多个目标数据和已知数据进行组帧的短波信号。
上述短波信号均衡装置，能够准确获取待均衡短波信号的信道系数，并在短波信号的每一个数据帧中利用该信道系数对目标数据进行均衡处理，保证了信号均衡性能，而且计算复杂度低，在保证信号均衡性能的同时也提高了信号均衡的效率，有利于提高通信质量。
在一个实施例中，提供了一种短波信号均衡装置，包括：
数据译码模块，用于根据如上任一项实施例所述的短波信号均衡方法对第一待均衡短波信号进行均衡得到第一均衡数据，对所述第一均衡数据进行解调、解扰和译码处理得到译码；
译码判断模块，用于判断所述译码是否为正确译码；若否，则对所述第一均衡数据进行编码、加扰和调制处理，设为所述目标数据，利用所述导频数据和已知数据对所述目标数据进行组帧得到第二待均衡短波信号；
第三均衡模块，用于根据如上任一项实施例所述的短波信号均衡方法对所述第二待均衡短波信号进行均衡得到第二均衡数据，并将所述第一均衡数据和第二均衡数据进行加权合并。
上述短波信号均衡装置，对第一待均衡短波信号进行均衡得到第一均衡数据并获取该第一均衡数据的译码，若译码不是正确的译码则对第一均衡数据进行重新调制得到第二待均衡短波信号，并对第二待均衡短波信号进行均衡得到第二均衡数据，将第一均衡数据和第二均衡数据进行加权合并，进一步提高了对短波信号进行均衡的性能，而且计算复杂度低，在保证信号均衡性能的同时也提高了信号均衡的效率，有利于提高通信质量。
在一个实施例中，提供了一种信号均衡设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上任一项实施例所述的短波信号均衡方法的步骤。
在一个实施例中，提供了一种信号接收机，包括如上实施例所述的信号均衡设备。
上述信号均衡设备和信号接收机能够准确获取接收的待均衡短波信号的信道系数，并利用该信道系数对短波信号进行均衡处理，保证了信号均衡性能，而且计算复杂度低，在保证信号均衡性能的同时也提高了信号均衡的效率，有利于提高通信质量。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时如上任一项实施例所述的短波信号均衡方法的步骤。
上述计算机可读存储介质，通过其存储的计算机程序，能够准确获取待均衡短波信号的信道系数，并利用该信道系数对短波信号进行均衡处理，保证了信号均衡性能，而且计算复杂度低，在保证信号均衡性能的同时也提高了信号均衡的效率，有利于提高通信质量。
附图说明
图1为一个实施例中短波信号均衡方法的应用场景示意图；
图2为一个实施例中短波信号均衡方法的流程示意图；
图3为一个实施例中短波信号数据帧的结构示意图；
图4为一个实施例中短波信号均衡装置的结构示意图；
图5为另一个实施例中短波信号均衡方法的流程示意图；
图6为另一个实施例中短波信号均衡装置的结构示意图；
图7为又一个实施例中短波信号均衡方法的流程示意图；
图8为一个实施例中信号均衡设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。需要说明的是，本发明实施例所涉及的术语“第一\第二\第三”仅仅是是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一\第二\第三”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序。应该理解“第一\第二\第三”区分的对象在适当情况下可以互换，以使这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
本发明提供的短波信号均衡方法，可以应用于如图1所示的应用场景中，图1为一个实施例中短波信号均衡方法的应用场景示意图，其中，信号发射端100可以对原始数据进行编码、加扰、调制和组帧，以短波信号的形式将原始数据发送给信号接收端200，信号接收端200可以对接收的短波信号进行与发射端匹配的解调、解扰、译码等处理获取原始数据，在短波信号的实际传输过程中，短波信号所传输的信道通常是时变信道，存在多径干扰等不利因素影响，例如短波信号从信号发射端100发出后，会通过路径A和路径B到达信号接收端200导致短波信号产生严重的码间干扰，所以信号接收端200需要通过信道均衡来消除时变信道对信号的影响，本发明提供的短波信号均衡方法能够对短波信号进行有效地均衡处理，保证信号均衡性能，有利于提高通信质量。
在一个实施例，提供了一种短波信号均衡方法中，如图2所示，图2为一个实施例中短波信号均衡方法的流程示意图，该方法可以应用于如图1中的信号接收端200，该短波信号均衡方法可以包括以下步骤：
步骤S101，确定待均衡短波信号组帧的目标数据和已知数据。
其中，信号发射端100在发送短波信号之前，会对原始数据进行编码、加扰和调制处理得到目标数据即调制数据，其中对原始数据进行编码的方式可以包括卷积编码，turbo编码，LDPC编码或其他编码方式，对数据进行调制的方式可以包括BPSK，QPSK，8PSK,16QAM或其他调制方式，信号发射端100还会对目标数据进行组帧处理，组帧是指可以在目标数据中插入包括导频数据和已知数据等数据，参考图3，图3为一个实施例中短波信号数据帧的结构示意图，已知数据是指信号发射端100和信号接收端200都已知的数据，设置已知数据可以用于抗多径时延，已知数据的长度可以根据实际情况进行调节，已知数据越长性能越好，但是信息传输的效率会降低，已知数据的长度通常需要设为大于最大多径时延，信号发射端100可以通过导频数据对多帧目标数据和配对的已知数据进行组帧。
在信号发射端100组帧完成后，可以通过天线将短波信号发出，经过信号传输，达到信号接收端200，信号接收端200在接收到短波信号后，可以根据该短波信号的数据帧结构确定该待均衡短波信号组帧的导频数据、目标数据和已知数据等。
步骤S102，获取用于对目标数据进行均衡的第一信道系数，根据第一信道系数对目标数据进行均衡得到初始均衡数据。
本步骤主要是对待均衡短波信号中的目标数据进行初始均衡。其中，第一信道系数是指对短波信号的通信信道进行信道跟踪得到的信道系数，用于对目标数据进行均衡。信号接收端200可以对短波信号的通信信道进行实时跟踪，对信道系数进行估计获取第一信道系数，然后根据获取的第一信道系数对待均衡短波信号携带的目标数据进行均衡处理得到该目标数据的初始均衡数据。需要说明的是，如图3所示，图3为一个实施例中短波信号数据帧的结构示意图，待均衡短波信号中可以包括多帧多个数据帧，每个数据帧可以包括目标数据和相应的已知数据，而第一信道系数可以分别与各个数据帧中的目标数据相对应，对不同数据帧中的目标数据进行均衡时所采用的第一信道系数通常是不同的，即第一信道系数的数量可以是多个，分别用于对各个目标数据进行均衡处理。
步骤S103，利用初始均衡数据和已知数据进行信道跟踪获取第二信道系数；根据第二信道系数对目标数据的选定数据段的数据进行均衡得到子均衡数据。
本步骤中，信号接收端200可以根据该短波信号的数据帧结构提取出已知数据，利用该已知数据和步骤S102得到的初始均衡数据继续进行信道跟踪对信道系数进行估计，得到第二信道系数，并根据第二信道系数对目标数据的选定数据段的数据进行均衡处理，得到该目标数据的设定数据段对应的子均衡数据，其中，选定数据段可以根据实际情况进行选择，考虑到信道是实时变化的，信道系数也需要实时跟踪计算，从数据帧结构可以知道，目标数据前后两边为导频数据和已知数据，而导频数据和已知数据可以用来进行信道跟踪，且跟踪出的都是比较准备的，而一般距离目标数据最近的已知数据估计出的信道系数是最接近目标数据处的信道估计值的，所以选定数据段一般是目标数据后段数据即接近已知数据的数据段，这样估计出的第二信道系数对选定数据段的数据进行均衡得到的子均衡数据准确性较高。
步骤S104，将初始均衡数据中与选定数据段相对应的数据替换为子均衡数据。
本步骤主要是将步骤S102得到的初始均衡数据和步骤S103得到的子均衡数据进行相应的替换处理，将初始均衡数据中与选定数据段相对应的数据替换为子均衡数据，其中初始均衡数据是通过导频数据进行信号估计和均衡处理后得到的，而子均衡数据是通过已知数据和初始均衡数据进行信号估计和均衡处理后得到的，由于距离目标数据最近的已知数据估计出的信道系数是最接近目标数据处的信道估计值的，那么目标数据前段的数据可以采用其前面的已知的导频数据估计出的信道系数进行均衡比较好，而目标数据后段的数据则可以采用其后面的已知数据估计出的信道估计值是比较准确的，所以本步骤能够对待均衡短波信号进行有效而且准确地均衡处理。
上述短波信号均衡方法，确定待均衡短波信号组帧的目标数据和已知数据，获取用于对目标数据进行均衡的第一信道系数，根据第一信道系数对目标数据进行均衡处理得到初始均衡数据，再利用该初始均衡数据和已知数据进行信道跟踪获取第二信道系数，根据第二信道系数对目标数据的选定数据段的数据进行均衡处理获取子均衡数据，将该子均衡数据与初始均衡数据中该选定数据段相对应的数据进行替换，能够准确获取待均衡短波信号的信道系数，并利用该信道系数对短波信号进行均衡处理，保证了信号均衡性能，而且计算复杂度低，在保证信号均衡性能的同时也提高了信号均衡的效率，有利于提高通信质量。
在一个实施例中，步骤S102中的获取用于对目标数据进行均衡的第一信道系数的步骤可以包括：
确定待均衡短波信号组帧的导频数据；利用导频数据进行信道跟踪获取第一信道系数。
本实施例主要是利用待均衡短波信号组帧的导频数据进行信道跟踪从而获取第一信道系数。其中，由于待均衡短波信号组帧时通常会携带导频数据，信号接收端200可以在接收到该待均衡短波信号后，根据待均衡短波信号的数据帧结构提取出该待均衡短波信号携带的导频数据，并利用该导频数据对信道进行实时跟踪对信道系数进行估计，得到第一信道系数，并根据第一信道系数对待均衡短波信号中的目标数据进行均衡处理，得到该目标数据对应的初始均衡数据。本实施例主要是考虑到信道时实时变化的，当需要对待均衡短波信号的首个数据帧中的目标数据进行均衡时，基于与该首个数据帧中的目标数据相邻近的导频数据进行信道跟踪能够获取用于对目标数据进行均衡的准确的第一信道系数。可选的，为了更准确地对第2帧、第3帧等数据帧中的目标数据进行均衡时，可以利用前一数据帧的已知数据进行信道跟踪获取当前数据帧的目标数据的第一信道系数，从而对当前数据帧的目标数据进行均衡；也可以利用前一数据帧的所述第二信道系数作为当前数据帧的目标数据的第一信道系数进行均衡。
在一个实施例中，进一步的，上述实施例中的利用导频数据进行信道跟踪获取第一信道系数的步骤可以包括：
通过递推最小二乘法对导频数据的各个数据进行信道跟踪处理，跟踪至导频数据的末尾数据得到第一信道系数。
本实施主要是利用递推最小二乘法进行信道跟踪，采用递推最小二乘法利用导频数据对信道进行跟踪，一直跟踪到导频数据的末尾，导频数据末尾得到的递推最小二乘法系数即为第一信道系数。本实施例通过递推最小二乘法利用导频数据进行信道跟踪处理，以对信道进行跟踪获取第一信道系数。
在一个实施例中，步骤S102中的根据第一信道系数对目标数据进行均衡得到初始均衡数据的步骤可以包括：
根据第一信道系数获取与各个信道对应的第一子信道系数；从目标数据中提取与各个该信道对应的第一子目标数据；采用如下公式计算初始均衡数据：
其中，y0表示所述初始均衡数据，h(i)表示与各个所述信道对应的第一子信道系数，conj(h(i))表示所述第一子信道系数的复数共轭，i表示各个所述信道的序号，R表示信道的总数，Yi表示所述第一子目标数据，y(i)表示在第i个信道中所述第一子目标数据的首个数据，L表示所述目标数据的长度。
本实施例主要是采用rake接收机的均衡算法对短波信号进行均衡，考虑到短波信号在传输的过程中会经过不同的信道，根据第一信道系数可以获取与各个信道相对应的第一子信道系数，用于标示各个信道的信道系数，目标数据携带了与各个信道对应的目标数据，可以从目标数据中提取与各个信道相对应的第一子目标数据，通过与各个信道相对应的第一子信道系数和第一子目标数据进行均衡处理。本实施例的技术方案综合了不同信道的各个目标数据和不同信道的信道系数对短波信号进行均衡处理，进一步保证了信号均衡的有效性和准确性。
在一个实施例中，在步骤S102中的根据第一信道系数对目标数据进行均衡得到初始均衡数据的步骤之前，还可以包括：
获取与第一信道系数对应的第一信道系数能量值；将第一信道系数能量值与设定的第一能量阈值进行比较；若第一信道系数能量值小于第一能量阈值，则将第一信道系数的值设为0。
本实施例主要是在利用第一信道系数进行均衡之前对第一信道系数进行预处理，保留信道系数中能量较大的值，将能量较小的值设为零，这是因为能量较小的值一般认为是噪声，不是有用的信道系数，将能量较小的值设为零，可以提高检测性能。
在得到第一信道系数之后，可以计算该第一信道系数的能量值，并将该能量值与设定的能量阈值进行比较，若第一信道系数的能量值小于阈值，则可以将该第一信道系数的值设为0，由于第一信道系数可以包括多个分别对应不同信号的信道系数，经过该预处理后第一信道系数中的部分值为0。
具体来说，可以假设得到的信道系数为h＝[h(1),h(2),…,h(R)]，其中，R表示信道总数，计算信道系数的能量值为power＝[|h(1)|2,|h(2)|2,…,|h(R)|2]，将该能量值与设定的阈值进行比较，将能量值小于阈值的值设为0，得到的信道系数为
其中
中部分值为0。
在一个实施例中，进一步的，在上述实施例中的获取与所述第一信道系数对应的第一信道系数能量值的步骤之后，可以包括：
从第一信道系数能量值中提取能量最大值；根据能量最大值设置第一能量阈值。
本实施例主要是根据第一信道系数能量值设置第一能量阈值，可以在得到第一信道系数的能量值后，找出能量值最大值，并根据该能量最大值设置第一能量阈值以对信道系数进行预处理。本实施的技术方案能够根据信道系数自身的能量值自适应地对能量阈值进行调整，有效地对第一信道系数进行准确地预处理，提高均衡性能。
在一个实施例中，上述实施例中的根据能量最大值设置第一能量阈值的步骤可以包括：
确定第一阈值调整系数；采用如下公式计算第一能量阈值：
其中，Eth1表示所述第一能量阈值，M1表示第一阈值调整系数，pmax表示所述能量最大值。
本实施例主要是提供一种设置第一能量阈值的方案，在找出第一信道系数的能量值的最大值后，假设最大值为pmax，可以将信道系数中能量值小于pmax/M1的值设置为0，其中M1为大于1的值，建议M1的取值范围为[4,32]。本实施的技术方案能够根据信道系数自身的能量值并结合阈值调整系数灵活地对能量阈值进行调整，有助于进一步提高短波信号的均衡性能。
在一个实施例中，步骤S103中的利用初始均衡数据和已知数据进行信道跟踪获取第二信道系数的步骤包括：
对初始均衡数据进行解调、解扰、硬判决、加扰和调制处理，得到调制数据；将调制数据和已知数据的各个数据进行组合得到跟踪向量；通过递推最小二乘法对跟踪向量的各个数据进行信道跟踪处理，跟踪至跟踪向量的末尾数据得到第二信道系数。
本实施例中，信号接收端200在对初始均衡数据进行解扰时，需要采用与信号发射端100进行加扰时相同的扰码进行解扰，解调时则需要根据信号发射端100的调制方式选择相应的解调算法进行解调，硬判决是指将解调后的软信息判决为0或1，重新加扰时扰码需要与解扰扰码相同，重新调制方式也要与信号发射端100的调制方式一致。
在对初始均衡数据进行解调、解扰、硬判决、加扰和调制处理后得到调制数据，由于短波信道是实时变化的，需要实时计算跟踪，将重新调制得到的调制数据和已知数据的各个数据组合拼接成跟踪向量，并利用该跟踪向量继续进行递推最小二乘法的信道跟踪获取第二信道系数，例如组合拼接成跟踪向量为[f1，f2，f3，……，fn]，其中跟踪向量的各个元素对应的信道系数都是不一样的，但又有相关性，首先计算出f1的信道系数，再利用f1的信道系数计算f2的信道系数，依次类推，计算出fn的信道系数，即为第二信道系数。
在一个实施例中，步骤S103中的根据第二信道系数对目标数据的选定数据段的数据进行均衡得到子均衡数据的步骤可以包括：
根据第二信道系数获取与各个信道对应的第二子信道系数；根据选定数据段从目标数据中提取与各个信道对应的第二子目标数据；其中，选定数据段为目标数据的后半段；
采用如下公式计算子均衡数据：
其中，y'表示所述子均衡数据，h'(i)表示与各个所述信道对应的第二子信道系数，conj(h′(i))表示所述第二子信道系数的复数共轭，i表示各个所述信道的序号，R表示信道的总数，Y'表示所述第二子目标数据，
表示在第i个信道中所述第二子目标数据的首个数据，L表示所述目标数据的长度。
本实施例主要是利用第二信道系数对目标数据后半段数据进行重新rake均衡处理，考虑到短波信号在传输的过程中会经过不同的信道，根据第二信道系数可以获取与各个信道相对应的第二子信道系数，用于标示各个信道的信道系数，目标数据携带了与各个信道对应的目标数据，可以从目标数据中提取与各个信道相对应的目标数据，并在目标数据中提取出后半段数据，通过与各个信道相对应的第二子信道系数和提取出的后半段数据进行均衡处理。本实施例的技术方案综合了不同信道的各个目标数据和不同信道的信道系数对短波信号中目标数据的后半段数据进行均衡处理，进一步保证了信号均衡的有效性和准确性。
在一个实施例中，在步骤S103中的根据所述第二信道系数对所述目标数据的选定数据段的数据进行均衡得到子均衡数据的步骤之前，还包括：
获取与第二信道系数对应的第二信道系数能量值；将第二信道系数能量值与设定的第二能量阈值进行比较；若第二信道系数能量值小于第二能量阈值，则将第一信道系数的值设为0。
本实施例主要是在利用第二信道系数进行均衡之前对第二信道系数进行预处理，保留信道系数中能量较大的值，将能量较小的值设为零，这是因为能量较小的值一般认为是噪声，不是有用的信道系数，将能量较小的值设为零，可以提高检测性能。
在得到第二信道系数之后，可以计算该第二信道系数的能量值，并将该能量值与设定的能量阈值进行比较，若第二信道系数的能量值小于阈值，则可以将该第二信道系数的值设为0，由于第二信道系数可以包括多个分别对应不同信号的信道系数，经过该预处理后第二信道系数中的部分值为0。
具体来说，可以假设得到的信道系数为h＝[h(1),h(2),…,h(R)]，其中，R表示信道总数，计算信道系数的能量值为power＝[|h(1)|2,|h(2)|2,…,|h(R)|2]，将该能量值与设定的阈值进行比较，将能量值小于阈值的值设为0，得到的信道系数为
其中
中部分值为0。
在一个实施例中，进一步的，在上述实施例中的获取与所述第二信道系数对应的第二信道系数能量值的步骤之后，可以包括：
从第二信道系数能量值中提取能量最大值；根据能量最大值设置第二能量阈值。
本实施例主要是根据第二信道系数能量值设置第二能量阈值，可以在得到第二信道系数的能量值后，找出能量值最大值，并根据该能量最大值设置第二能量阈值以对信道系数进行预处理。本实施的技术方案能够根据信道系数自身的能量值自适应地对能量阈值进行调整，有效地对第二信道系数进行准确地预处理，提高均衡性能。
在一个实施例中，上述实施例中的根据所述能量最大值设置所述第二能量阈值的步骤可以包括：
确定第二阈值调整系数；采用如下公式计算所述第二能量阈值：
其中，Eth2表示所述第二能量阈值，M2表示第二阈值调整系数，pmax表示所述能量最大值。
本实施例主要是提供一种设置第二能量阈值的方案，在找出第二信道系数的能量值的最大值后，假设最大值为pmax，可以将信道系数中能量值小于pmax/M2的值设置为0，其中M2为大于1的值，建议M2的取值范围为[4,32]。本实施的技术方案能够根据信道系数自身的能量值并结合阈值调整系数灵活地对能量阈值进行调整，有助于进一步提高短波信号的均衡性能。
在一个实施例中，提供了一种短波信号均衡装置，参考图4，图4为一个实施例中短波信号均衡装置的结构示意图，该短波信号均衡装置可以包括：
数据确定模块101，用于确定待均衡短波信号组帧的目标数据和已知数据；
第一跟踪模块102，用于获取用于对所述目标数据进行均衡的第一信道系数，根据所述第一信道系数对所述目标数据进行均衡得到初始均衡数据；
第二跟踪模块103，用于利用所述初始均衡数据和已知数据进行信道跟踪获取第二信道系数；根据所述第二信道系数对所述目标数据的选定数据段的数据进行均衡得到子均衡数据；
第一均衡模块104，用于将所述初始均衡数据中与所述选定数据段相对应的数据替换为所述子均衡数据。
在一个实施例中，第一跟踪模块102可以包括：
导频数据确定单元，用于确定所述待均衡短波信号组帧的导频数据；
第一信道系数获取单元，用于利用所述导频数据进行信道跟踪获取所述第一信道系数。
在一个实施例中，第一信道系数获取单元进一步用于：
通过递推最小二乘法对所述导频数据的各个数据进行信道跟踪处理，跟踪至所述导频数据的末尾数据得到所述第一信道系数。
在一个实施例中，第一跟踪模块102可以进一步用于：
根据所述第一信道系数获取与各个信道对应的第一子信道系数；从所述目标数据中提取与各个所述信道对应的第一子目标数据；采用如下公式计算初始均衡数据：
其中，y0表示所述初始均衡数据，h(i)表示与各个所述信道对应的第一子信道系数，conj(h(i))表示所述第一子信道系数的复数共轭，i表示各个所述信道的序号，R表示信道的总数，Yi表示所述第一子目标数据，y(i)表示在第i个信道中所述第一子目标数据的首个数据，L表示所述目标数据的长度。
在一个实施例中，还可以包括：
第一信道系数能量值获取单元，用于获取与所述第一信道系数对应的第一信道系数能量值；
第一信道系数能量值比较单元，用于将所述第一信道系数能量值与设定的第一能量阈值进行比较；
第一信道系数设置单元，用于若所述第一信道系数能量值小于所述第一能量阈值，则将所述第一信道系数的值设为0。
在一个实施例中，还可以包括：
第一能量最大值提取单元，用于从所述第一信道系数能量值中提取能量最大值；
第一能量阈值设置单元，用于根据所述能量最大值设置所述第一能量阈值。
在一个实施例中，第一能量阈值设置单元进一步用于：
确定第一阈值调整系数；
采用如下公式计算所述第一能量阈值：
其中，Eth1表示所述第一能量阈值，M1表示第一阈值调整系数，pmax表示所述能量最大值。
在一个实施例中，第二跟踪模块103可以进一步用于：
对所述初始均衡数据进行解调、解扰、硬判决、加扰和调制处理，得到调制数据；将所述调制数据和已知数据的各个数据进行组合得到跟踪向量；通过递推最小二乘法对所述跟踪向量的各个数据进行信道跟踪处理，跟踪至所述跟踪向量的末尾数据得到所述第二信道系数。
在一个实施例中，第二跟踪模块103还可以进一步用于：
根据所述第二信道系数获取与各个信道对应的第二子信道系数；
根据所述选定数据段从所述目标数据中提取与各个所述信道对应的第二子目标数据；其中，所述选定数据段为所述目标数据的后半段；
采用如下公式计算所述子均衡数据：
其中，y'表示所述子均衡数据，h'(i)表示与各个所述信道对应的第二子信道系数，conj(h′(i))表示所述第二子信道系数的复数共轭，i表示各个所述信道的序号，R表示信道的总数，Y'表示所述第二子目标数据，
表示在第i个信道中所述第二子目标数据的首个数据，L表示所述目标数据的长度。
在一个实施例中，还可以包括：
第二信道系数能量值获取单元，用于获取与所述第二信道系数对应的第二信道系数能量值；
第二信道系数能量值比较单元，用于将所述第二信道系数能量值与设定的第二能量阈值进行比较；
第二信道系数设置单元，用于若所述第二信道系数能量值小于所述第二能量阈值，则将所述第二信道系数的值设为0。
在一个实施例中，还可以包括：
第二能量值提取单元，用于从所述第二信道系数能量值中提取能量最大值；
第二能量阈值设置单元，用于根据所述能量最大值设置所述第二能量阈值。
在一个实施例中，第二能量阈值设置单元进一步用于：
确定第二阈值调整系数；
采用如下公式计算所述第二能量阈值：
其中，Eth2表示所述第二能量阈值，M2表示第二阈值调整系数，pmax表示所述能量最大值。
上述短波信号均衡装置，能够准确获取待均衡短波信号的信道系数，并利用该信道系数对短波信号进行均衡处理，保证了信号均衡性能，而且计算复杂度低，在保证信号均衡性能的同时也提高了信号均衡的效率，有利于提高通信质量。
在一个实施例中，提供了一种短波信号均衡方法，该方法可以包括如下步骤：
根据如上任一项实施例所述的短波信号均衡方法对待均衡短波信号携带的各个数据帧中的目标数据进行均衡；其中，所述待均衡短波信号为对多个目标数据和已知数据进行组帧的短波信号。
参考图3，本实施例主要是采用如上任一项实施例所述的短波信号均衡方法对携带有多帧目标数据的短波信号进行均衡处理，利用导频数据以及每一帧目标数据配对的已知数据对短波信号携带中的各个数据帧的目标数据进行均衡。
本实施例提供的短波信号均衡方法，能够准确获取待均衡短波信号的信道系数，并在短波信号的每一个数据帧中利用信道系数对目标数据进行均衡处理，保证了信号均衡性能，而且计算复杂度低，在保证信号均衡性能的同时也提高了信号均衡的效率，有利于提高通信质量。
在一个实施例中，提供了一种短波信号均衡装置，包括：
第二均衡模块，用于根据如上任一项实施例所述的短波信号均衡方法对待均衡短波信号携带的各个数据帧中的目标数据进行均衡；其中，所述待均衡短波信号为对多个目标数据和已知数据进行组帧的短波信号。
上述短波信号均衡装置，能够准确获取待均衡短波信号的信道系数，并在短波信号的每一个数据帧中利用信道系数对目标数据进行均衡处理，保证了信号均衡性能，而且计算复杂度低，在保证信号均衡性能的同时也提高了信号均衡的效率，有利于提高通信质量。
在一个实施例中，提供了一种短波信号均衡方法，参考图5，图5为另一个实施例中短波信号均衡方法的流程示意图，该短波信号均衡方法可以包括如下步骤：
步骤S401，根据如上任一项实施例所述的短波信号均衡方法对第一待均衡短波信号进行均衡得到第一均衡数据，对所述第一均衡数据进行解调、解扰和译码处理得到译码。
本步骤主要是采用如上任一项实施例所述的短波信号均衡方法对待均衡短波信号进行第一次均衡，得到第一均衡数据，在携带有多帧数据的情况下，本步骤对得到的第一均衡数据是对各帧的目标数据进行均衡得到的第一均衡数据，在对第一待均衡短波信号的目标数据均衡完成后，进行解调，解扰，译码，其中第一均衡数据表示为：
其中，
表示短波信号的第T帧目标数据中第L个数据的均衡数据。
步骤S402，判断所述译码是否为正确译码；若否，则对所述第一均衡数据进行编码、加扰和调制处理，设为所述目标数据，利用所述导频数据和已知数据对所述目标数据进行组帧得到第二待均衡短波信号。
本步骤判断译码数据是否正确，若译码数据正确，则本编码块数据处理完成，若译码数据错误，则重新对步骤S401译码出的数据进行编码，加扰，调制，组帧，其中，在信号接收端200重新对译码数据进行编码、加扰、调制和组帧时，编码、加扰、调制和组帧方式需要与信号发射端100的编码，加扰，调制，组帧方式一致。
步骤S403，根据如上任一项实施例所述的短波信号均衡方法对所述第二待均衡短波信号进行均衡得到第二均衡数据，并将所述第一均衡数据和第二均衡数据进行加权合并。
本步骤主要是对步骤S402重新组帧后的数据进行信道估计和均衡处理，此时均衡出的数据为第二均衡数据，并将第一均衡数据与第二均衡数据合并，合并方法采用加权合并，即将第一均衡数据与第二均衡数据对应相加除2。
为进一步确保信号均衡的质量，可以对合并后的均衡数据进行解调，解扰，译码，查看译码是否正确，若不正确，则可以采用同样的方式进行编码、加扰、调制和组帧并重新进行信道估计和均衡，与此前得到的均衡数据如第一均衡数据和第二均衡数据继续进行合并处理。
上述短波信号均衡方法，对第一待均衡短波信号进行均衡得到第一均衡数据并获取该第一均衡数据的译码，若译码不是正确的译码则对第一均衡数据进行重新调制得到第二待均衡短波信号，并对第二待均衡短波信号进行均衡得到第二均衡数据，将第一均衡数据和第二均衡数据进行加权合并，进一步提高了对短波信号进行均衡的性能，而且计算复杂度低，在保证信号均衡性能的同时也提高了信号均衡的效率，有利于提高通信质量。
在一个实施例中，提供了一种短波信号均衡装置，参考图6，图6为另一个实施例中短波信号均衡装置的结构示意图，该信号均衡装置可以包括：
数据译码模块401，用于根据如上任一项实施例所述的短波信号均衡方法对第一待均衡短波信号进行均衡得到第一均衡数据，对所述第一均衡数据进行解调、解扰和译码处理得到译码；
译码判断模块402，用于判断所述译码是否为正确译码；若否，则对所述第一均衡数据进行编码、加扰和调制处理，设为所述目标数据，利用所述导频数据和已知数据对所述目标数据进行组帧得到第二待均衡短波信号；
第三均衡模块403，用于根据如上任一项实施例所述的短波信号均衡方法对所述第二待均衡短波信号进行均衡得到第二均衡数据，并将所述第一均衡数据和第二均衡数据进行加权合并。
上述短波信号均衡装置，对第一待均衡短波信号进行均衡得到第一均衡数据并获取该第一均衡数据的译码，若译码不是正确的译码则对第一均衡数据进行重新调制得到第二待均衡短波信号，并对第二待均衡短波信号进行均衡得到第二均衡数据，将第一均衡数据和第二均衡数据进行加权合并，进一步提高了对短波信号进行均衡的性能，而且计算复杂度低，在保证信号均衡性能的同时也提高了信号均衡的效率，有利于提高通信质量。
关于短波信号均衡装置的具体限定可以参见上文中对于短波信号均衡方法的限定，在此不再赘述。上述短波信号均衡装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种信号均衡设备，该信号均衡设备可以用于对通信信号如短波信号进行信号均衡处理，可以通过个人计算机等终端设备实现，其内部结构图可以如图8所示，图8为一个实施例中信号均衡设备的内部结构图。该信号均衡设备可以包括通过系统总线连接的处理器、存储器。其中，该信号均衡设备的处理器用于提供计算和控制能力。该信号均衡设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机程序被处理器执行时以实现如上任一项实施例所述的短波信号均衡方法。
本领域技术人员可以理解，图8中示出的结构，仅仅是与本发明方案相关的部分结构的框图，并不构成对本发明方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，提供了一种信号均衡设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
确定待均衡短波信号组帧的目标数据和已知数据；获取用于对目标数据进行均衡的第一信道系数，根据第一信道系数对目标数据进行均衡得到初始均衡数据；利用初始均衡数据和已知数据进行信道跟踪获取第二信道系数；根据第二信道系数对目标数据的选定数据段的数据进行均衡得到子均衡数据；将初始均衡数据中与选定数据段相对应的数据替换为子均衡数据。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
确定待均衡短波信号组帧的导频数据；利用导频数据进行信道跟踪获取第一信道系数。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
通过递推最小二乘法对导频数据的各个数据进行信道跟踪处理，跟踪至导频数据的末尾数据得到第一信道系数。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
根据第一信道系数获取与各个信道对应的第一子信道系数；从目标数据中提取与各个该信道对应的第一子目标数据；采用如下公式计算初始均衡数据：
其中，y0表示所述初始均衡数据，h(i)表示与各个所述信道对应的第一子信道系数，conj(h(i))表示所述第一子信道系数的复数共轭，i表示各个所述信道的序号，R表示信道的总数，Yi表示所述第一子目标数据，y(i)表示在第i个信道中所述第一子目标数据的首个数据，L表示所述目标数据的长度。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
获取与第一信道系数对应的第一信道系数能量值；将第一信道系数能量值与设定的第一能量阈值进行比较；若第一信道系数能量值小于第一能量阈值，则将第一信道系数的值设为0。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
从第一信道系数能量值中提取能量最大值；根据能量最大值设置第一能量阈值。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
确定第一阈值调整系数；采用如下公式计算第一能量阈值：
其中，Eth1表示所述第一能量阈值，M1表示第一阈值调整系数，pmax表示所述能量最大值。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
对初始均衡数据进行解调、解扰、硬判决、加扰和调制处理，得到调制数据；将调制数据和已知数据的各个数据进行组合得到跟踪向量；通过递推最小二乘法对跟踪向量的各个数据进行信道跟踪处理，跟踪至跟踪向量的末尾数据得到第二信道系数。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
根据第二信道系数获取与各个信道对应的第二子信道系数；根据选定数据段从目标数据中提取与各个信道对应的第二子目标数据；其中，选定数据段为目标数据的后半段；
采用如下公式计算子均衡数据：
其中，y'表示所述子均衡数据，h'(i)表示与各个所述信道对应的第二子信道系数，conj(h′(i))表示所述第二子信道系数的复数共轭，i表示各个所述信道的序号，R表示信道的总数，Y'表示所述第二子目标数据，
表示在第i个信道中所述第二子目标数据的首个数据，L表示所述目标数据的长度。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
获取与第二信道系数对应的第二信道系数能量值；将第二信道系数能量值与设定的第二能量阈值进行比较；若第二信道系数能量值小于第二能量阈值，则将第一信道系数的值设为0。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
从第二信道系数能量值中提取能量最大值；根据能量最大值设置第二能量阈值。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
确定第二阈值调整系数；采用如下公式计算所述第二能量阈值：
其中，Eth2表示所述第二能量阈值，M2表示第二阈值调整系数，pmax表示所述能量最大值。
上述信号均衡设备能够准确获取接收的待均衡短波信号的信道系数，并利用该信道系数对短波信号进行均衡处理，保证了信号均衡性能，而且计算复杂度低，在保证信号均衡性能的同时也提高了信号均衡的效率，有利于提高通信质量。
在一个实施例中，提供了一种信号接收机，包括如上实施例所述的信号均衡设备。
上述信号接收机能够准确获取接收的待均衡短波信号的信道系数，并利用该信道系数对短波信号进行均衡处理，保证了信号均衡性能，而且计算复杂度低，在保证信号均衡性能的同时也提高了信号均衡的效率，有利于提高通信质量。
为了更加清晰阐明本发明的技术方案，在一个实施例中提供一种短波信号均衡方法，并以该方法应用于信号接收机进行详细说明。
在发射端对原始数据进行编码，加扰，调制，组帧，其中组帧是指在调制数据中插入导频数据和已知数据，数据帧结构如图3所示；其中编码方式可以是卷积编码，turbo编码，LDPC编码或其他编码方式；调制方式可以为BPSK，QPSK，8PSK,16QAM或其他调制方式。其中目标数据为调制后的数据，已知数据长度需要大于最大多径时延。例如，若原始比特长度为192，编码速率为1/2，调制方式采用QPSK，一个帧中目标数据长度为48，已知数据长度为16，则编码后的比特长度为384，调制后数据为192个符号，则一个编码块中包含4个帧。
发射端数据组帧完成后，通过天线发射出去，经过信道，到达接收机，参考图7，图7为又一个实施例中短波信号均衡方法的流程示意图，该短波信号均衡方法可以包括如下步骤：
步骤s1，利用数据帧结构中的导频数据进行信道跟踪；
其中信道跟踪采用递推最小二乘法(RLS)，递推最小二乘法属于现有技术。利用导频数据对信道进行跟踪，一直跟踪到导频数据的末尾，导频数据末尾得到的RLS系数即为信道估计系数。
步骤s2，初始化参数i＝1；
步骤s3，根据信道估计系数对第i帧的目标数据进行均衡；
其中均衡算法采用rake接收机，具体步骤为：
1)首先对信道系数进行处理，即保留信道系数中能量较大的值，将能量较小的值设置为0，具体做法为：
假设估计出的信道系数为：h＝[h(1),h(2),…,h(R)]
计算信道系数能量值为：power＝[|h(1)|2,|h(2)|2,…,|h(R)|2]
找出power中的最大值，假设最大值为pmax，将信道系数中能量值小于pmax/M的值设置为0，假设经过处理后，信道系数为
其中
中有部分值为0。其中M为大于1的值，建议M的取值范围为[4,32]。
2)根据得到的信道系数
对目标数据进行rake均衡；
假设目标数据长度为L，接收到的第i帧的目标数据为y＝[y(1),y(2),…,y(N)],N＝L+R-1
则rake均衡后的数据yrake为：
步骤s4，对步骤s3均衡后的数据进行解调，解扰，硬判决，并对硬判决的数据重新进行加扰，调制；
解扰时需要采用与发射端加扰时相同的扰码进行解扰；解调时根据发射端的调制方式选择相应的解调算法即可；硬判决是指将解调后的软信息判决为0或1；重新加扰时扰码需要与解扰扰码相同；重新调制方式也要与发射端调制方式一致。其中，解扰，解调，硬判决，加扰，调制都属于现有技术，不在详述。
步骤s5，利用步骤s4的调制数据和第i帧的已知数据，继续进行RLS信道跟踪；
即利用第i帧重新调制后的数据和第i帧已知数据，继续进行RLS信道跟踪，获得第i帧已知数据尾部的信道系数。
步骤s6，根据步骤s5的信道估计系数对第i帧目标数据末尾的L/2个数重新进行rake均衡；
采用与步骤s3相同的方法，先对信道系数进行处理，保留信道系数能量较大的值，将能量较小的值设置为0，若经过处理后的信道系数为
若接收到的第i帧的目标数据为y＝[y(1),y(2),…,y(N)],N>L+R，则第i帧尾部L/2个数据为：
则对尾部L/2个数据重新采用rake均衡后为：
结合步骤s3和步骤s6，第i帧均衡后的数据为：
步骤s7，判断i是否等于T，若i等于T，则执行步骤s8；否则i＝i+1,重新执行步骤s3至步骤s6。
其中T为一个编码块中帧的个数。
步骤s8，对T个帧中的均衡数据进行解调，解扰，译码；
当T个帧中的目标数据全部均衡完成后，进行解调，解扰，译码，其中均衡后的数据为:
其中，解调，解扰，译码都是现有技术，不再详述。
步骤s9，判断译码数据是否正确，若译码数据正确，则本编码块数据处理完成；若译码数据错误，则重新对步骤s8译码出的数据进行编码，加扰，调制，组帧，并按照步骤s1至步骤s8的处理流程对重新组帧后的数据进行信道估计，均衡，此时均衡出的数据为第二次均衡数据；
若译码错误重新对译码数据进行编码，加扰，调制，组帧时，编码，加扰，调制，组帧方式需要与发送端的编码，加扰，调制，组帧方式一致。
步骤s10，将第一次均衡数据与第二次均衡数据合并；
合并方法采用加权合并，即将第一次均衡数据与第二次均衡数据对应相加除2。
步骤s11，对合并后的均衡数据进行解调，解扰，译码。其中解调，解扰，译码与步骤s8解调，解扰，译码方式一致。
上述实施例提供的信号检测方法，采用rake接收机进行均衡，rake接收机算法复杂度小，容易实现，并采用二次迭代均衡，提高算法性能，与现有技术相比，本方案方法算法复杂度低，性能优越。
本领域普通技术人员可以理解实现如上任一项实施例所述的短波信号均衡方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本发明所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
据此，在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
确定待均衡短波信号组帧的目标数据和已知数据；获取用于对目标数据进行均衡的第一信道系数，根据第一信道系数对目标数据进行均衡得到初始均衡数据；利用初始均衡数据和已知数据进行信道跟踪获取第二信道系数；根据第二信道系数对目标数据的选定数据段的数据进行均衡得到子均衡数据；将初始均衡数据中与选定数据段相对应的数据替换为子均衡数据。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
确定待均衡短波信号组帧的导频数据；利用导频数据进行信道跟踪获取第一信道系数。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
通过递推最小二乘法对导频数据的各个数据进行信道跟踪处理，跟踪至导频数据的末尾数据得到第一信道系数。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
根据第一信道系数获取与各个信道对应的第一子信道系数；从目标数据中提取与各个该信道对应的第一子目标数据；采用如下公式计算初始均衡数据：
其中，y0表示所述初始均衡数据，h(i)表示与各个所述信道对应的第一子信道系数，conj(h(i))表示所述第一子信道系数的复数共轭，i表示各个所述信道的序号，R表示信道的总数，Yi表示所述第一子目标数据，y(i)表示在第i个信道中所述第一子目标数据的首个数据，L表示所述目标数据的长度。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
获取与第一信道系数对应的第一信道系数能量值；将第一信道系数能量值与设定的第一能量阈值进行比较；若第一信道系数能量值小于第一能量阈值，则将第一信道系数的值设为0。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
从第一信道系数能量值中提取能量最大值；根据能量最大值设置第一能量阈值。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
确定第一阈值调整系数；采用如下公式计算第一能量阈值：
其中，Eth1表示所述第一能量阈值，M1表示第一阈值调整系数，pmax表示所述能量最大值。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
对初始均衡数据进行解调、解扰、硬判决、加扰和调制处理，得到调制数据；将调制数据和已知数据的各个数据进行组合得到跟踪向量；通过递推最小二乘法对跟踪向量的各个数据进行信道跟踪处理，跟踪至跟踪向量的末尾数据得到第二信道系数。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
根据第二信道系数获取与各个信道对应的第二子信道系数；根据选定数据段从目标数据中提取与各个信道对应的第二子目标数据；其中，选定数据段为目标数据的后半段；
采用如下公式计算子均衡数据：
其中，y'表示所述子均衡数据，h'(i)表示与各个所述信道对应的第二子信道系数，conj(h′(i))表示所述第二子信道系数的复数共轭，i表示各个所述信道的序号，R表示信道的总数，Y'表示所述第二子目标数据，
表示在第i个信道中所述第二子目标数据的首个数据，L表示所述目标数据的长度。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
获取与第二信道系数对应的第二信道系数能量值；将第二信道系数能量值与设定的第二能量阈值进行比较；若第二信道系数能量值小于第二能量阈值，则将第一信道系数的值设为0。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
从第二信道系数能量值中提取能量最大值；根据能量最大值设置第二能量阈值。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
确定第二阈值调整系数；采用如下公式计算所述第二能量阈值：
其中，Eth2表示所述第二能量阈值，M2表示第二阈值调整系数，pmax表示所述能量最大值。
上述计算机可读存储介质，通过其存储的计算机程序，能够通过导频数据和已知数据准确获取待均衡短波信号的信道系数，并利用该信道系数对短波信号进行均衡处理，保证了信号均衡性能，而且计算复杂度低，在保证信号均衡性能的同时也提高了信号均衡的效率，有利于提高通信质量。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (20)
1.一种短波信号均衡方法，其特征在于，包括步骤：
确定待均衡短波信号组帧的目标数据和已知数据；
获取用于对所述目标数据进行均衡的第一信道系数，根据所述第一信道系数对所述目标数据进行均衡得到初始均衡数据；
利用所述初始均衡数据和已知数据进行信道跟踪获取第二信道系数；根据所述第二信道系数对所述目标数据的选定数据段的数据进行均衡得到子均衡数据；
将所述初始均衡数据中与所述选定数据段相对应的数据替换为所述子均衡数据。
2.根据权利要求1所述的短波信号均衡方法，其特征在于，所述获取用于对所述目标数据进行均衡的第一信道系数的步骤包括：
确定所述待均衡短波信号组帧的导频数据；
利用所述导频数据进行信道跟踪获取所述第一信道系数。
3.根据权利要求2所述的短波信号均衡方法，其特征在于，所述利用所述导频数据进行信道跟踪获取所述第一信道系数的步骤包括：
通过递推最小二乘法对所述导频数据的各个数据进行信道跟踪处理，跟踪至所述导频数据的末尾数据得到所述第一信道系数。
4.根据权利要求1所述的短波信号均衡方法，其特征在于，所述根据所述第一信道系数对所述目标数据进行均衡得到初始均衡数据的步骤包括：
根据所述第一信道系数获取与各个信道对应的第一子信道系数；
从所述目标数据中提取与各个所述信道对应的第一子目标数据；
采用如下公式计算初始均衡数据：
其中，y0表示所述初始均衡数据，h(i)表示与各个所述信道对应的第一子信道系数，conj(h(i))表示所述第一子信道系数的复数共轭，i表示各个所述信道的序号，R表示信道的总数，Yi表示所述第一子目标数据，y(i)表示在第i个信道中所述第一子目标数据的首个数据，L表示所述目标数据的长度。
5.根据权利要求1所述的短波信号均衡方法，其特征在于，在所述根据所述第一信道系数对所述目标数据进行均衡得到初始均衡数据的步骤之前，还包括：
获取与所述第一信道系数对应的第一信道系数能量值；
将所述第一信道系数能量值与设定的第一能量阈值进行比较；
若所述第一信道系数能量值小于所述第一能量阈值，则将所述第一信道系数的值设为0。
6.根据权利要求5所述的短波信号均衡方法，其特征在于，在所述获取与所述第一信道系数对应的第一信道系数能量值的步骤之后，还包括：
从所述第一信道系数能量值中提取能量最大值；
根据所述能量最大值设置所述第一能量阈值。
7.根据权利要求6所述的短波信号均衡方法，其特征在于，所述根据所述能量最大值设置所述第一能量阈值的步骤包括：
确定第一阈值调整系数；
采用如下公式计算所述第一能量阈值：
其中，Eth1表示所述第一能量阈值，M1表示第一阈值调整系数，pmax表示所述能量最大值。
8.根据权利要求1所述的短波信号均衡方法，其特征在于，所述利用所述初始均衡数据和已知数据进行信道跟踪获取第二信道系数的步骤包括：
对所述初始均衡数据进行解调、解扰、硬判决、加扰和调制处理，得到调制数据；
将所述调制数据和已知数据的各个数据进行组合得到跟踪向量；
通过递推最小二乘法对所述跟踪向量的各个数据进行信道跟踪处理，跟踪至所述跟踪向量的末尾数据得到所述第二信道系数。
9.根据权利要求1所述的短波信号均衡方法，其特征在于，所述根据所述第二信道系数对所述目标数据的选定数据段的数据进行均衡得到子均衡数据的步骤包括：
根据所述第二信道系数获取与各个信道对应的第二子信道系数；
根据所述选定数据段从所述目标数据中提取与各个所述信道对应的第二子目标数据；其中，所述选定数据段为所述目标数据的后半段；
采用如下公式计算所述子均衡数据：
其中，y'表示所述子均衡数据，h'(i)表示与各个所述信道对应的第二子信道系数，conj(h′(i))表示所述第二子信道系数的复数共轭，i表示各个所述信道的序号，R表示信道的总数，Y'表示所述第二子目标数据，
表示在第i个信道中所述第二子目标数据的首个数据，L表示所述目标数据的长度。
10.根据权利要求1所述的短波信号均衡方法，其特征在于，在所述根据所述第二信道系数对所述目标数据的选定数据段的数据进行均衡得到子均衡数据的步骤之前，还包括：
获取与所述第二信道系数对应的第二信道系数能量值；
将所述第二信道系数能量值与设定的第二能量阈值进行比较；
若所述第二信道系数能量值小于所述第二能量阈值，则将所述第二信道系数的值设为0。
11.根据权利要求10所述的短波信号均衡方法，其特征在于，在所述获取与所述第二信道系数对应的第二信道系数能量值的步骤之后，还包括：
从所述第二信道系数能量值中提取能量最大值；
根据所述能量最大值设置所述第二能量阈值。
12.根据权利要求11所述的短波信号均衡方法，其特征在于，所述根据所述能量最大值设置所述第二能量阈值的步骤包括：
确定第二阈值调整系数；
采用如下公式计算所述第二能量阈值：
其中，Eth2表示所述第二能量阈值，M2表示第二阈值调整系数，pmax表示所述能量最大值。
13.一种短波信号均衡方法，其特征在于，包括步骤：
根据如权利要求1至12任一项所述的短波信号均衡方法对待均衡短波信号携带的各个数据帧中的目标数据进行均衡；其中，所述待均衡短波信号为对多个目标数据和已知数据进行组帧的短波信号。
14.一种短波信号均衡方法，其特征在于，包括步骤：
根据如权利要求1至13任一项所述的短波信号均衡方法对第一待均衡短波信号进行均衡得到第一均衡数据，对所述第一均衡数据进行解调、解扰和译码处理得到译码；
判断所述译码是否为正确译码；若否，则对所述第一均衡数据进行编码、加扰和调制处理，设为所述目标数据，利用所述导频数据和已知数据对所述目标数据进行组帧得到第二待均衡短波信号；
根据如权利要求1至13任一项所述的短波信号均衡方法对所述第二待均衡短波信号进行均衡得到第二均衡数据，并将所述第一均衡数据和第二均衡数据进行加权合并。
15.一种短波信号均衡装置，其特征在于，包括：
数据确定模块，用于确定待均衡短波信号组帧的目标数据和已知数据；
第一跟踪模块，用于获取用于对所述目标数据进行均衡的第一信道系数，根据所述第一信道系数对所述目标数据进行均衡得到初始均衡数据；
第二跟踪模块，用于利用所述初始均衡数据和已知数据进行信道跟踪获取第二信道系数；根据所述第二信道系数对所述目标数据的选定数据段的数据进行均衡得到子均衡数据；
第一均衡模块，用于将所述初始均衡数据中与所述选定数据段相对应的数据替换为所述子均衡数据。
16.一种短波信号均衡装置，其特征在于，包括：
第二均衡模块，用于根据如权利要求1至12任一项所述的短波信号均衡方法对待均衡短波信号携带的各个数据帧中的目标数据进行均衡；其中，所述待均衡短波信号为对多个目标数据和已知数据进行组帧的短波信号。
17.一种短波信号均衡装置，其特征在于，包括：
数据译码模块，用于根据如权利要求1至13任一项所述的短波信号均衡方法对第一待均衡短波信号进行均衡得到第一均衡数据，对所述第一均衡数据进行解调、解扰和译码处理得到译码；
译码判断模块，用于判断所述译码是否为正确译码；若否，则对所述第一均衡数据进行编码、加扰和调制处理，设为所述目标数据，利用所述导频数据和已知数据对所述目标数据进行组帧得到第二待均衡短波信号；
第三均衡模块，用于根据如权利要求1至13任一项所述的短波信号均衡方法对所述第二待均衡短波信号进行均衡得到第二均衡数据，并将所述第一均衡数据和第二均衡数据进行加权合并。
18.一种信号均衡设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至14任一项所述的短波信号均衡方法的步骤。
19.一种信号接收机，其特征在于，包括如权利要求18所述的信号均衡设备。
20.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至14中任一项所述的短波信号均衡方法的步骤。
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