CN117040609A - 一种适用于散射通信系统的单天线选频分集方法 - Google Patents

一种适用于散射通信系统的单天线选频分集方法 Download PDF

Info

Publication number
CN117040609A
CN117040609A CN202311066085.9A CN202311066085A CN117040609A CN 117040609 A CN117040609 A CN 117040609A CN 202311066085 A CN202311066085 A CN 202311066085A CN 117040609 A CN117040609 A CN 117040609A
Authority
CN
China
Prior art keywords
frequency
time slot
sender
optimal
receiver
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202311066085.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN117040609B (zh
Inventor
石全旺
杨晓青
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Huiqing Technology Co ltd
Original Assignee
Beijing Huiqing Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Huiqing Technology Co ltd filed Critical Beijing Huiqing Technology Co ltd
Priority to CN202311066085.9A priority Critical patent/CN117040609B/zh
Priority claimed from CN202311066085.9A external-priority patent/CN117040609B/zh
Publication of CN117040609A publication Critical patent/CN117040609A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN117040609B publication Critical patent/CN117040609B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/22—Scatter propagation systems, e.g. ionospheric, tropospheric or meteor scatter
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/40—Circuits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Radio Transmission System (AREA)

Abstract

本发明提供了一种适用于散射通信系统的单天线选频分集方法，应用于发送方和接收方的通信过程中，其中，所述发送方和所述接收方同步发送信号，所述发送方对预设频率表中的频率进行快速信道探测，所述接收方对探测信号进行质量判断，并将质量最优的频率信息及其它信息实时反馈给所述发送方，所述发送方将反馈的最优频率作为业务传输通信频率。本发明突破了长期以来散射系统的设计局限性，不仅能够很好的对抗散射信道的快衰落、提高散射系统的通信性能，而且可以大大降低软硬件复杂度、减少系统成本，为散射信道下的可靠、稳定和高速传输提供了一种可行性方案。

Description

一种适用于散射通信系统的单天线选频分集方法
技术领域
本发明涉及散射通信技术领域，特别是涉及一种适用于散射通信系统的单天线选频分集方法。
背景技术
对流层空间不是理想的自由空间，快衰落使得对流层散射信号的接收电平不断发生大幅波动，实验证明散射信道相干时间一般在50～500ms之间，接收电平经常处于深衰落点，如果不采取有效措施，在衰落持续期内瞬时信噪比的降低将导致通信速率急速下降甚至通信中断，从而无法保证系统的稳定性和可靠性，这是散射信道固有的特征。
因为散射信道快衰落表现出明显的空间选择性、频率选择性和时间选择性，所以目前散射系统中所用的抗衰落技术都是基于常规的分集思想，其本质是将待传递信息以空间、频率或者时间划分的方式构建若干不相关信号，然后在接收端将信号合并，使得合并后的信号出现低电平的概率大幅降低从而获得较为稳定的信噪比，具体包括空间分集、频率分集、时间分集、角度分集及极化分集。
尽管传统的分集技术在散射通信系统中已经广泛应用，但是存在很多弊端。空间分集需要多天线、多套收发信机，设备体积大、系统复杂度高、成本高。频率分集属于多载波传输，其较高的信号峰均比将导致系统功率效率下降2～5dB，而且分集支路较多时收端信号处理的复杂度也会大大增加。时间分集虽然不增加接收天线及相应设备的数目，但是占用时隙资源较多，传输时延大，在散射通信的某些应用中很难满足实时性要求。角度分集因为采用多馈源，所以无法避免波束抬高损耗，此外系统复杂度和成本也会提高。极化分集对极化对准要求最高，因为对极化分集而言，极化偏离不仅仅带来极化偏离损耗，还会增强衰落信号的相关性，而且极化分集仅能提供2重分集，分集重数增加时需要和其它分集方式组合使用。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种适用于FDD散射通信系统的ACM选频波形方法，突破了长期以来散射系统的设计局限性，不仅能够很好的对抗散射信道的快衰落、提高散射系统的通信性能，而且可以大大降低软硬件复杂度、减少系统成本。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种适用于散射通信系统的单天线选频分集方法，应用于发送方和接收方的通信过程中，其中，所述发送方和所述接收方同步发送信号，所述发送方对预设频率表中的频率进行快速信道探测，所述接收方对探测信号进行质量判断，并将质量最优的频率信息及其它信息实时反馈给所述发送方，所述发送方将反馈的最优频率作为业务传输通信频率，所述方法包括：
确定通信过程中的选频波形帧结构；所述选频波形帧结构的每帧均有探测时隙、第一业务传输时隙、最优频率反馈时隙、第二业务传输时隙和第三业务传输时隙组成；
利用发送方和接收方中的任一端发送探测时隙；
利用发送方和接收方中的另一端接收所述探测时隙，并根据所述探测时隙确定为最优频点；所述另一端还用于将所述最优频点转换为比特信息，并将所述比特信息、自适应编码调制方式及其它信息一起进行编码调制并构成本端当前帧的最优频率反馈时隙后进行发送；
利用所述另一端收到经过定频的第二业务传输时隙的时间长度后，将本端的第三业务传输时隙的接收频率切换到所述最优频点，并将编码调制方式切换到所述自适应编码调制方式；
利用所述发送方和接收方中的任一端收到另一端发送的最优频率反馈时隙后进行解调、译码处理，得到所述最优频点和所述自适应编码调制方式，任一端在第三业务传输时隙的发送时刻将发送频率切换到所述最优频点、编码调制方式切换到所述自适应编码调制方式。
优选地，根据所述探测时隙确定为最优频点，包括：
计算所述探测时隙中每个频点的信噪比，将信噪比最高的频点确定为所述最优频点。
优选地，所述探测时隙和所述最优频率反馈时隙的个数通过预设需求进行确定。
优选地，所述探测时隙的时间长度、所述最优频率反馈时隙的时间长度和所述业务传输时隙的时间长度通过预设需求进行确定。
优选地，所述其它信息是通过预设需求进行确定的。
优选地，所述探测时隙包括多个载频串行；各个所述载频串行的中心频点分别为f1、f2、.......、fN；各个所述中心频点发送的信号完全相同；其中，N为分集重数。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明提供了一种适用于散射通信系统的单天线选频分集方法，应用于发送方和接收方的通信过程中，其中，所述发送方和所述接收方同步发送信号，所述发送方对预设频率表中的频率进行快速信道探测，所述接收方对探测信号进行质量判断，并将质量最优的频率信息及其它信息实时反馈给所述发送方，所述发送方将反馈的最优频率作为业务传输通信频率，所述方法包括：确定通信过程中的选频波形帧结构；所述选频波形帧结构的每帧均有探测时隙、第一业务传输时隙、最优频率反馈时隙、第二业务传输时隙和第三业务传输时隙组成；利用发送方和接收方中的任一端发送探测时隙；利用发送方和接收方中的另一端接收所述探测时隙，并根据所述探测时隙确定为最优频点；所述另一端还用于将所述最优频点转换为比特信息，并将所述比特信息、自适应编码调制方式及其它信息一起进行编码调制并构成本端当前帧的最优频率反馈时隙后进行发送；利用所述另一端收到经过定频的第二业务传输时隙的时间长度后，将本端的第三业务传输时隙的接收频率切换到所述最优频点，并将编码调制方式切换到所述自适应编码调制方式；利用所述发送方和接收方中的任一端收到另一端发送的最优频率反馈时隙后进行解调、译码处理，得到所述最优频点和所述自适应编码调制方式，任一端在第三业务传输时隙的发送时刻将发送频率切换到所述最优频点、编码调制方式切换到所述自适应编码调制方式。本发明突破了长期以来散射系统的设计局限性，不仅能够很好的对抗散射信道的快衰落、提高散射系统的通信性能，而且可以大大降低软硬件复杂度、减少系统成本，为散射信道下的可靠、稳定和高速传输提供了一种可行性方案。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的方法流程图；
图2为本发明实施例提供的帧结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明实施例提供的方法流程图，如图1所示，本发明提供了一种适用于散射通信系统的单天线选频分集方法，应用于发送方和接收方的通信过程中，其中，所述发送方和所述接收方同步发送信号，所述发送方对预设频率表中的频率进行快速信道探测，所述接收方对探测信号进行质量判断，并将质量最优的频率信息及其它信息实时反馈给所述发送方，所述发送方将反馈的最优频率作为业务传输通信频率，所述方法包括：
步骤100：确定通信过程中的选频波形帧结构；所述选频波形帧结构的每帧均有探测时隙、第一业务传输时隙、最优频率反馈时隙、第二业务传输时隙和第三业务传输时隙组成；
步骤200：利用发送方和接收方中的任一端发送探测时隙；
步骤300：利用发送方和接收方中的另一端接收所述探测时隙，并根据所述探测时隙确定为最优频点；所述另一端还用于将所述最优频点转换为比特信息，并将所述比特信息、自适应编码调制方式及其它信息一起进行编码调制并构成本端当前帧的最优频率反馈时隙后进行发送；
步骤400：利用所述另一端收到经过定频的第二业务传输时隙的时间长度后，将本端的第三业务传输时隙的接收频率切换到所述最优频点，并将编码调制方式切换到所述自适应编码调制方式；
步骤500：利用所述发送方和接收方中的任一端收到另一端发送的最优频率反馈时隙后进行解调、译码处理，得到所述最优频点和所述自适应编码调制方式，任一端在第三业务传输时隙的发送时刻将发送频率切换到所述最优频点、编码调制方式切换到所述自适应编码调制方式。
具体的，单天线选频方案主要从两个方面进行阐述：帧结构和处理流程，描述如下。
(1)选频波形帧结构
选频波形帧结构如图2所示，每帧都由探测时隙、业务传输时隙1、最优频率反馈时隙、业务传输时隙2和业务传输时隙3组成。帧长主要由信道相干时间决定，因为散射信道相干时间一般小于50ms，所以帧长小于50ms即可。
①探测时隙由N个载频串行构成，中心频点分别为f1、f2、……、fN，其中N为分集重数，理论上N＝工作频段带宽/信道相干带宽，N个载频发送的信号完全相同，可选择时域、频域都具有恒定幅度的零点自相关序列。
②最优频率反馈时隙也由N个载频串行够成，其中心频点与探测时隙完全一致，该时隙发送信息为本端收探测时隙时计算得到的最优频率、自适应编码调制方式等信息。
③与以上两个时隙的跳频模式不同，业务传输时隙都工作在定频模式。如图1所示，假设当前为第M帧，发端的业务传输时隙1、业务传输时隙2工作在本端上一帧(即第M-1帧)收最优频率反馈时隙时译码得到的最优频率处，业务传输时隙3工作在本端当前帧(即第M帧)收最优频率反馈时隙时译码得到的最优频率处；收端的业务传输时隙1、业务传输时隙2工作在本端上一帧收探测时隙时计算得到的最优频率处，业务传输时隙3工作在本端当前帧收探测时隙时计算得到的最优频率处。
(2)处理流程
为了方便说明定义A端、B端为通信双方，两端同时发送信号。
①业务传输：A端发、B端收，预设频率表fA：
A端发探测时隙，B端收到探测时隙后立即计算每个频点的信噪比，选取信噪比最高的频点为最优频点foptumA。B端将foptumA转换为比特信息，将该组比特信息、自适应编码调制方式RA及其它信息一起进行编码调制并构成本端当前帧的最优频率反馈时隙后发送出去，B端收经过定频业务传输时隙2的时间长度后，将本端业务传输时隙3的接收频率切换到foptumA、编码调制方式切换到RA。A端收到B端发送的最优频率反馈时隙后进行解调、译码等处理得到foptumA和RA，A端在业务传输时隙3的发时刻将发送频率切换到foptumA、编码调制方式切换到RA。以上即完成一次A端发、B端收的选频操作。
②业务传输：B端发、A端收，预设频率表fB：
B端发探测时隙，A端收到探测时隙后立即计算每个频点的信噪比，选取信噪比最高的频点为最优频点foptumB。A端将foptumB转换为比特信息，将该组比特信息、自适应编码调制方式RB及其它信息一起进行编码调制并够成本端当前帧的最优频率反馈时隙后发送出去，A端收经过定频业务传输时隙2的时间长度后，将本端业务传输时隙3的接收频率切换到foptumB、编码调制方式切换到RB。B端收到A端发送的最优频率反馈时隙后进行解调、译码等处理得到foptumB和RB，B端在业务传输时隙3的发时刻将发送频率切换到foptumB、编码调制方式切换到RB。以上即完成一次B端发、A端收的选频操作。
更进一步地，本实施例可根据实际需求调整探测时隙和最优频率反馈时隙的频点个数，即分集重数；本实施例的探测时隙所发信号不局限于零点自相关序列；本实施例可根据实际需求调整波形的帧长；本实施例可根据实际需求调整探测时隙的时间长度；本实施例可根据实际需求调整最优频率反馈时隙的时间长度；本实施例可根据实际需求调整业务传输时隙的时间长度；最优频率的确定不局限于信噪比的方法，可结合实际系统调整或更改算法；最优频率反馈时隙发送的信息不局限于最优频率、自适应编码调制方式等，可根据实际需求增加其它信息。
本发明的有益效果如下：
①本发明使散射通信设备始终运行在当前链路传输质量最优的频率上，与其它分集方式相比具有更高的功率效率，实测表明8重选频方式可以使功率效率提高4dB以上；
②与传统散射系统相比，本发明采用单天线、单馈源和单套收发信机，大大降低了系统硬件复杂度、减少了系统成本；
③因为本发明在接收端不需要采用合并技术，所以软件实现较简单，而且避免了其它分集方式中低信噪比支路对信号检测的反作用。
④本发明满足高速率、高实时性需求，可以使散射通信系统应用于更多场合。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种适用于散射通信系统的单天线选频分集方法，其特征在于，应用于发送方和接收方的通信过程中，其中，所述发送方和所述接收方同步发送信号，所述发送方对预设频率表中的频率进行快速信道探测，所述接收方对探测信号进行质量判断，并将质量最优的频率信息及其它信息实时反馈给所述发送方，所述发送方将反馈的最优频率作为业务传输通信频率，所述方法包括：
确定通信过程中的选频波形帧结构；所述选频波形帧结构的每帧均有探测时隙、第一业务传输时隙、最优频率反馈时隙、第二业务传输时隙和第三业务传输时隙组成；
利用发送方和接收方中的任一端发送探测时隙；
利用发送方和接收方中的另一端接收所述探测时隙，并根据所述探测时隙确定为最优频点；所述另一端还用于将所述最优频点转换为比特信息，并将所述比特信息、自适应编码调制方式及其它信息一起进行编码调制并构成本端当前帧的最优频率反馈时隙后进行发送；
利用所述另一端收到经过定频的第二业务传输时隙的时间长度后，将本端的第三业务传输时隙的接收频率切换到所述最优频点，并将编码调制方式切换到所述自适应编码调制方式；
利用所述发送方和接收方中的任一端收到另一端发送的最优频率反馈时隙后进行解调、译码处理，得到所述最优频点和所述自适应编码调制方式，任一端在第三业务传输时隙的发送时刻将发送频率切换到所述最优频点、编码调制方式切换到所述自适应编码调制方式。
2.根据权利要求1所述的适用于散射通信系统的单天线选频分集方法，其特征在于，根据所述探测时隙确定为最优频点，包括：
计算所述探测时隙中每个频点的信噪比，将信噪比最高的频点确定为所述最优频点。
3.根据权利要求1所述的适用于散射通信系统的单天线选频分集方法，其特征在于，所述探测时隙和所述最优频率反馈时隙的个数通过预设需求进行确定。
4.根据权利要求1所述的适用于散射通信系统的单天线选频分集方法，其特征在于，所述探测时隙的时间长度、所述最优频率反馈时隙的时间长度和所述业务传输时隙的时间长度通过预设需求进行确定。
5.根据权利要求1所述的适用于散射通信系统的单天线选频分集方法，其特征在于，所述其它信息是通过预设需求进行确定的。
6.根据权利要求1所述的适用于散射通信系统的单天线选频分集方法，其特征在于，所述探测时隙包括多个载频串行；各个所述载频串行的中心频点分别为f1、f2、.......、fN；各个所述中心频点发送的信号完全相同；其中，N为分集重数。
CN202311066085.9A 2023-08-23 一种适用于散射通信系统的单天线选频分集方法 Active CN117040609B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311066085.9A CN117040609B (zh) 2023-08-23 一种适用于散射通信系统的单天线选频分集方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311066085.9A CN117040609B (zh) 2023-08-23 一种适用于散射通信系统的单天线选频分集方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN117040609A true CN117040609A (zh) 2023-11-10
CN117040609B CN117040609B (zh) 2024-06-28

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105636113A (zh) * 2014-11-04 2016-06-01 普天信息技术有限公司 一种频点传输质量的探测方法
US20200228379A1 (en) * 2013-11-27 2020-07-16 Nxp Usa, Inc. Sounding and tone block allocation for orthogonal frequency division multiple access (ofdma) in wireless local area networks
CN112953676A (zh) * 2019-12-11 2021-06-11 鹤壁天海电子信息系统有限公司 多带宽跳频设备的速率自适应方法及节点
CN113132998A (zh) * 2020-01-15 2021-07-16 鹤壁天海电子信息系统有限公司 通信频点确定方法、装置、电子设备和介质
CN113612529A (zh) * 2021-06-30 2021-11-05 中国电子科技集团公司第五十四研究所 散射通信系统的通信方法
CN113746536A (zh) * 2021-07-22 2021-12-03 中国电子科技集团公司第五十四研究所 散射通信方法、信号发射装置、信号接收装置及系统

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20200228379A1 (en) * 2013-11-27 2020-07-16 Nxp Usa, Inc. Sounding and tone block allocation for orthogonal frequency division multiple access (ofdma) in wireless local area networks
CN105636113A (zh) * 2014-11-04 2016-06-01 普天信息技术有限公司 一种频点传输质量的探测方法
CN112953676A (zh) * 2019-12-11 2021-06-11 鹤壁天海电子信息系统有限公司 多带宽跳频设备的速率自适应方法及节点
CN113132998A (zh) * 2020-01-15 2021-07-16 鹤壁天海电子信息系统有限公司 通信频点确定方法、装置、电子设备和介质
CN113612529A (zh) * 2021-06-30 2021-11-05 中国电子科技集团公司第五十四研究所 散射通信系统的通信方法
CN113746536A (zh) * 2021-07-22 2021-12-03 中国电子科技集团公司第五十四研究所 散射通信方法、信号发射装置、信号接收装置及系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6701129B1 (en) Receiver based adaptive modulation scheme
KR100976489B1 (ko) 이동통신의 다중입력 다중출력 시스템에 적용되는데이터의 변조 및 코딩 방식 제어 방법
US5542107A (en) Cellular system employing base station transit diversity according to transmission quality level
EP1961141B1 (en) Efficient channel quality reporting and link adaptation for multi-carrier broadband wireless communication
US7103325B1 (en) Adaptive modulation and coding
US20070127360A1 (en) Method of adaptive transmission in an orthogonal frequency division multiplexing system with multiple antennas
JP5305425B2 (ja) 通信システムにおける信号の送受信方法及び装置
US8155229B2 (en) Apparatus and method for transmitting/receiving a signal in a communication system
CA2218328C (en) Adaptive antenna arrangement for a radio communications system
CN1815941A (zh) 多天线传输系统中的天线选择和比特分配方法及装置
CN112566081B (zh) 一种蓝牙多通道接收方法、系统及电子设备
CN117040609B (zh) 一种适用于散射通信系统的单天线选频分集方法
CN117040609A (zh) 一种适用于散射通信系统的单天线选频分集方法
CN101394390B (zh) 一种扩频型pdh微波通信系统和方法
CN116418365A (zh) 一种基于带内跳频体制的调制解调装置
US20030128749A1 (en) Method and device for the automatic selection of the bit rate in high frequency transmissions
CN117040610B (zh) 一种适用于fdd散射通信系统的acm选频波形方法
CN115276744A (zh) 一种基于速率分割多址接入技术的毫米波系统传输方法
CN110266408B (zh) 一种多数据流的单输入多输出无线传输方法
WO2006059678A1 (ja) 受信方法及び受信側装置
KR100866615B1 (ko) 통신 시스템에서 신호 송수신 방법 및 장치
Anggraini et al. Error rate performance of equatorial HF skywave MIMO packet radio
KR20100003774A (ko) 이동통신 시스템의 채널 디코딩 장치 및 방법
US7969955B2 (en) Method and device for multimedia multicast transmission over a wireless network
US6996190B2 (en) Method of encoding a signal, transmitter and receiver

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant