一种适用于窄带通信系统的匹配滤波方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种适用于窄带通信系统的匹配滤波方法及装置，该方法包括：获取接收信号；将接收信号与训练序列调制信号的反转序列进行互相关运算，获取信道冲击响应估计值，且信道冲击响应估计值仅与预设训练序列内插预设数值的序列后的总个数之间存在倍数关系；将信道冲击响应估计值与接收信号进行匹配滤波，获取最大输出信噪比。通过上述方式，可以节省训练序列长度，减低通信开销，尤其适用于GMSK调制的窄带通信系统。而且，信道冲击响应估计值仅与预设训练序列内插预设数值的序列后的总个数之间存在倍数关系。换言之信道冲击响应估计值仅与内插预设数值有关，从而使信道估计的复杂度极大的降低。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于窄带通信系统的匹配滤波方法及装置
本专利技术涉及数据处理
，具体涉及一种适用于窄带通信系统的匹配滤波方法及装置。
技术介绍
窄带通信系统，特别是各种物联网系统，都是窄带系统，窄带系统的带宽窄，传输速率低，但可靠性要求高。窄带通信系统与4G，5G等宽带通信相比较而言，优势在于带宽窄，所以接收机的射频底噪(底噪就是背景噪声)低，可以提高接收灵敏度，扩大覆盖和节省终端功率；难点在于由于系统的带宽窄，接收机抗频率偏移能力差，如果有大的频率偏移发生，则接收有用信号很轻易就偏出到有效带宽之外了。窄带通信系统带宽虽窄，但无线载波信号同样经历了多径衰落、阴影衰落和频率选择性衰落等等，使得发射机和接收机之间的传播路径非常复杂。无线信道具有很大的随机性，这就对接收机的设计提出了很大的挑战。单载波系统的相干检测中需要对信道进行估计和补偿，信道估计的精度将直接影响整个系统的性能。为了能在接收端准确的恢复发射端的发送信号，人们采用各种措施来抵抗多径效应对传输信号的影响，信道估计技术的实现需要知道无线信道的信息，如信道的阶数、多普勒频移和多径时延或者信道的冲激响应等参数。因此，信道参数估计也是窄带无线通信系统的一项关键技术。现在的宽带通信系统，例如4G，5G，为了获得良好的信道估计效果，都是采用10个左右的OFDM符号来做训练序列，每个OFDM符号里有1024个子载波，由于训练序列很长，从而获得良好的信道估计效果，这种方法的问题是训练序列太长，占了太大的开销，降低了系统的效率；在窄带通信系统里，由于受限于很低的通信速率和净荷开销，不可能像宽带通信系统那样，设计长的训练序列来专门实现信道估计，因为开销不允许。信道估计算法从输入数据的类型来分，可以划分为时域和频域两大类方法。频域方法主要针对多载波系统；时域方法适用于所有单载波和多载波系统，其借助于参考信号或发送数据的统计特性，估计衰落信道中各多径分量的衰落系数。常用的多载波窄带通信系统中，主要是采取频域估计方法，这种信道估计方法由于用到FFT(快速傅里叶变换)/IFFT(快速傅里叶逆变换)，所以估计精度高，但复杂程度也很高；时域信道估计方法简单，但估计精度不高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种适用于窄带通信系统的匹配滤波方法及装置，用以解决现有信道估计训练序列太长，无法实现窄带中的信道估计的问题。为实现上述目的，本专利技术的技术方案提供了一种适用于窄带通信系统的匹配滤波方法，该方法包括：获取接收信号，其中，接收信号为对发射信号经过第一处理后的信号，发射信号为调至信号和待发送信息的共同组合成的信号，调制信号为：对预设训练序列内插预设数值的序列后，经过高斯最小频移键控(GaussianFilteredMinimumShiftKeying，简称GMSK)调制，获取的调制信号；将接收信号与调制信号的反转序列进行互相关运算，获取信道冲击响应估计值，且信道冲击响应估计值仅与预设训练序列内插预设数值的序列后的总个数之间存在倍数关系；将信道冲击响应估计值与接收信号进行匹配滤波，获取最大输出信噪比。本专利技术具有如下优点：将短训练序列经过内插预设数值后，再经过GMSK调制后，获取调制信号。将调制信号和待发射的信息组合后通过无线信道发射出去，经过叠加噪声后，进而被接收机天线接收。而接收机在接收到该信号后经过第一处理，得到接收信号。将接收信号与调制信号的反转序列进行互相关，得到信道冲击响应估计值。再将信道冲击响应估计值和接收信号进行匹配滤波，获取最大输出信噪比，实现信道补偿。通过上述方式，可以节省训练序列长度，降低通信开销，尤其适用于GMSK调制的窄带通信系统。而且，信道冲击响应估计值仅与预设训练序列内插预设数值的序列后的总个数之间存在倍数关系。换言之信道冲击响应估计值仅与内插预设数值有关，从而使信道估计的复杂度极大的降低。为实现上述目的，本专利技术的技术方案提供了一种适用于窄带通信系统的匹配滤波装置，该适用于窄带通信系统的匹配滤波装置包括：获取单元，获取接收信号，其中，接收信号为对发射信号经过第一处理后的信号，发射信号为调至信号和待发送信息的共同组合成的信号，调制信号为：对预设训练序列内插预设数值的序列后，经过GMSK调制，获取的调制信号；处理单元，用于将接收信号与调制信号的反转序列进行互相关运算，获取信道冲击响应估计值，且信道冲击响应估计值仅与预设训练序列内插预设数值的序列后的总个数之间存在倍数关系；将信道冲击响应估计值与接收信号进行匹配滤波，获取最大输出信噪比。本专利技术具有如下优点：将短训练序列经过内插预设数值后，再经过GMSK调制后，获取调制信号。将调制信号和待发射的信息组合后通过无线信道发射出去，经过叠加噪声后，进而被接收机天线接收。而接收机在接收到该信号后经过第一处理，得到接收信号。将接收信号与调制信号的反转序列进行互相关，得到信道冲击响应估计值。再将信道冲击响应估计值和接收信号进行匹配滤波，获取最大输出信噪比，实现信道补偿。通过上述方式，可以节省训练序列长度，降低通信开销，尤其适用于GMSK调制的窄带通信系统。而且，信道冲击响应估计值仅与预设训练序列内插预设数值的序列后的总个数之间存在倍数关系。换言之信道冲击响应估计值仅与内插预设数值有关，从而使信道估计的复杂度极大的降低。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种适用于窄带通信系统的匹配滤波方法流程示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种适用于窄带通信系统的匹配滤波装置结构示意图；图3本专利技术提供的匹配滤波器的示意图；图4为本专利技术提供的接收信号与调制信号的反转序列进行互相关运算后的示意图。具体实施方式以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。实施例1本专利技术实施例1提供了一种适用于窄带通信系统的匹配滤波方法流程示意图。具体如图1所示，该方法可以包括：步骤110，获取接收信号。具体的，接收信号为对预先获取的发射信号经过第一处理后的信号。发射信号为调至信号和待发送信息的共同组合成的信号。这里的调制信号为：发射端对预设训练序列内插预设数值的序列后，经过GMSK调制后，获取的调制信号。而调制信号实际是发射方和接收方共同协商好的。所以，在发送方生成调制信号时，接收方也会知道对应的调制信号。这点将在下文中体现其重要性。这里对发射信号进行第一处理可以包括如下过程：发射方将调制信号和待发送的信息共同组合后构成发射信号，发送至无线信道上。经过多径信道衰落再叠加上噪声后，进入接收机天线。接收机天线对经过多径信道衰落再叠加上噪声后的信号进行下变频处理以及ADC采样，最终获取接收信号。步骤120，将接收信号与调制信号的反转序列进行互相关运算，获取信道冲击响应估计值。而最终获取的信道冲击响应估计值仅与预设训练序列内插预设数值的序列后的总个数之间存在倍数关系。换言之信道冲击响应估计值仅与内插个数(即预设数值)有关，从而使信道估计的复杂度极大的降低。步骤130，将信道冲击响应估计值与接收信号进行匹配滤波，获取最大输出信噪比。图3给出了匹配滤波器的示意图，其中s(t)+n(t)为输入信号，H(w)为匹配滤波函数，s0(t)+n0(t)则为输出信号。训练序列长度范围为2byte-4byte。在一个具体的例子中，假设短训练序列字节长度为2byte。即16字节：T本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于窄带通信系统的匹配滤波方法，其特征在于，所述方法包括：获取接收信号，其中，所述接收信号为对发射信号经过第一处理后的信号，所述发射信号为调制信号和待发送信息的共同组合成的信号，所述调制信号为：对预设训练序列内插预设数值的序列后，经过高斯最小频移键控GMSK调制，获取的调制信号；将所述接收信号与所述调制信号的反转序列进行互相关运算，获取信道冲击响应估计值，且所述信道冲击响应估计值仅与所述预设训练序列内插预设数值的序列后的总个数之间存在倍数关系；将所述信道冲击响应估计值与所述接收信号进行匹配滤波，获取最大输出信噪比。

【技术特征摘要】
1.一种适用于窄带通信系统的匹配滤波方法，其特征在于，所述方法包括：获取接收信号，其中，所述接收信号为对发射信号经过第一处理后的信号，所述发射信号为调制信号和待发送信息的共同组合成的信号，所述调制信号为：对预设训练序列内插预设数值的序列后，经过高斯最小频移键控GMSK调制，获取的调制信号；将所述接收信号与所述调制信号的反转序列进行互相关运算，获取信道冲击响应估计值，且所述信道冲击响应估计值仅与所述预设训练序列内插预设数值的序列后的总个数之间存在倍数关系；将所述信道冲击响应估计值与所述接收信号进行匹配滤波，获取最大输出信噪比。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述发射信号进行第一处理，具体包括：将所述发射信号叠加噪声后，经过下变频处理以及ADC采样。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设训练序列的字节长度范围为2byte-4byte。4.根据权利要求1-3所述的方法，其特征在于，信道冲击响应估计值表达式如下：其中，R为信道冲击响应估计值，h为对预设训练序列内插预设数值的序列后的序列总数，n为训练序列值。5.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述内插预设数值为如下中的一个数值：3、7、15或31。6.一种适用于窄...

【专利技术属性】
技术研发人员：周寒冰，杨坦，
申请(专利权)人：铂讯北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11