一种短波信道稀疏化的方法、装置及计算机存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种短波信道稀疏化的方法、装置及计算机存储介质；该方法可以包括：基于接收信号中的第一训练序列和已知的第二训练序列，通过设定的估计策略获取接收信号中未知数据的信道脉冲响应；基于所述接收信号中未知数据的信道脉冲响应，获取用于表征信道信噪比的描述参数；根据所述描述参数与设定的误差门限之间的数值关系，利用所述接收信号中未知数据的信道脉冲响应的幅值平方从两个备选门限值中确定信道脉冲响应门限值；基于所述接收信号中未知数据的信道脉冲响应中每个抽头系数的幅值平方与所述信道脉冲响应门限值的数值关系，将所述接收信号中未知数据的信道脉冲响应进行稀疏化，获得稀疏化的信道脉冲响应值。

A Method, Device and Computer Storage Media for Short Wave Channel Sparsification

The embodiment of the present invention discloses a method, device and computer storage medium for short-wave channel sparseness. The method may include: acquiring channel impulse response of unknown data in received signal through a set estimation strategy based on the first training sequence in received signal and the known second training sequence; acquiring channel impulse response of unknown data in received signal based on channel impulse response of unknown data in said received signal; Based on the numerical relationship between the descriptive parameters and the set error threshold, the channel impulse response threshold is determined from the two alternative thresholds by using the square of the channel impulse response amplitude of the unknown data in the received signal; and the amplitude of each tap coefficient in the channel impulse response based on the unknown data in the received signal. The channel impulse response of unknown data in the received signal is sparsed to obtain the sparse channel impulse response value by squaring the numerical relationship of the channel impulse response threshold value.

【技术实现步骤摘要】
一种短波信道稀疏化的方法、装置及计算机存储介质
本专利技术涉及无线通信
，尤其涉及一种短波信道稀疏化的方法、装置及计算机存储介质。
技术介绍
短波通信不仅是最早出现并广泛使用的无线通信方式，而且至今仍是中远距离无线通信的重要手段。为了实现远距离通信，短波频段的无线电波传播主要通过天波传播，也就是借由电离层所具备的不被永久摧毁的特性来依靠电离层的反射进行无线电波的远距离传播。而基于电离层进行短波通信的短波信道，具有较强的抗毁能力，但同时也存在严重的多径效应和衰落情况；因此，当信号在上述短波信道中进行传播时，会受到严重的干扰和多普勒频移影响，从而导致短波通信系统的传输可靠性大大降低。为提高短波通信系统传输的可靠性，需要研究抗干扰技术来对抗由上述短波信道所造成的信号干扰。短波通信系统通过对短波信道的脉冲响应进行估计，使得短波通信系统的接收端能够根据短波信道的脉冲响应来进行相应的信道补偿，从而提高接收端接收信号的可靠性。目前，在短波通信系统中，进行信道估计的方法通常采用数据辅助的信道估计方法，即依靠已知的训练序列来进行信道估计，发送端通过在发送序列中穿插已知的训练序列，以便于接收端利用该已知的训练序列信息进行信道估计。在短波通信系统中，当前典型的数据辅助的信道估计方法包括最小均方(LMS，LeastMeanSquare)算法、递归最小二乘(RLS，RecursiveLeastSquare)算法以及自相关信道估计算法。通过上述信道估计算法，能够对短波通信系统中的短波无线多径信道进行估计；但是，由于短波无线多径信道的多径分量的数量较多，就需要对所有的多径分量均进行信道估计，因此，会造成计算量的增加，加大信道估计的实现复杂度。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例期望提供一种短波信道稀疏化的方法、装置及计算机存储介质；在精确地反应真实短波信道的同时，还能够通过利用短波信道的稀疏性，减小均衡的复杂度，以提升短波通信系统的整体性能。本专利技术的技术方案是这样实现的：第一方面，本专利技术实施例提供了一种短波信道稀疏化的方法，该方法包括：基于接收信号中的第一训练序列和已知的第二训练序列，通过设定的估计策略获取接收信号中未知数据的信道脉冲响应；基于所述接收信号中未知数据的信道脉冲响应，获取用于表征信道信噪比的描述参数；根据所述描述参数与设定的误差门限之间的数值关系，利用所述接收信号中未知数据的信道脉冲响应的幅值平方从两个备选门限值中确定信道脉冲响应门限值；基于所述接收信号中未知数据的信道脉冲响应中每个抽头系数的幅值平方与所述信道脉冲响应门限值的数值关系，将所述接收信号中未知数据的信道脉冲响应进行稀疏化，获得稀疏化的信道脉冲响应值。第二方面，本专利技术实施例提供了一种短波信道稀疏化装置，该装置包括：估计部分、获取部分、确定部分以及稀疏化部分，其中，所述估计部分，配置为基于接收信号中的第一训练序列和已知的第二训练序列，通过设定的估计策略获取接收信号中未知数据的信道脉冲响应；所述获取部分，配置为基于所述接收信号中未知数据的信道脉冲响应，获取用于表征信道信噪比的描述参数；所述确定部分，配置为根据所述描述参数与设定的误差门限之间的数值关系，利用所述接收信号中未知数据的信道脉冲响应的幅值平方从两个备选门限值中确定信道脉冲响应门限值；所述稀疏化部分，配置为基于所述接收信号中未知数据的信道脉冲响应中每个抽头系数的幅值平方与所述信道脉冲响应门限值的数值关系，将所述接收信号中未知数据的信道脉冲响应进行稀疏化，获得稀疏化的信道脉冲响应值。第三方面，本专利技术实施例提供了一种短波信道稀疏化装置，该装置包括：通信接口，存储器和处理器；其中，所述通信接口，用于在与其他外部网元之间进行收发信息过程中，信号的接收和发送；所述存储器，用于存储能够在所述处理器上运行的计算机程序；所述处理器，用于在运行所述计算机程序时，执行第一方面所述短波信道稀疏化的方法步骤。第四方面，本专利技术实施例提供了一种计算机存储介质，该计算机存储介质存储有短波信道稀疏化的程序，所述短波信道稀疏化的程序被至少一个处理器执行时实现第一方面所述短波信道稀疏化的方法步骤。本专利技术实施例提供了一种短波信道稀疏化的方法、装置及计算机存储介质；根据用于表征信道信噪比的描述参数的大小从两个备选门限值中确定信道脉冲响应门限值，并根据估计得到的接收信号中未知数据的信道脉冲响应中每个抽头系数的幅值平方与信道脉冲响应门限值之间的数值关系，对接收信号中未知数据的信道脉冲响应进行稀疏化，从而在基于稀疏化的信道脉冲响应值对短波信道的输出信号进行均衡时，可以在保证均衡器对频率选择性信道的误码率改善的前提下，避免造成高斯信道的性能恶化。从而在精确地反应真实短波信道的同时，还能够通过利用短波信道的稀疏性，减小均衡的复杂度，以提升短波通信系统的整体性能。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种短波通信系统的组成示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种帧结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种短波信道稀疏化的方法流程示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种仿真效果对比示意图；图5为本专利技术实施例提供的一种短波信道稀疏化装置组成示意图；图6为本专利技术实施例提供的另一种短波信道稀疏化装置组成示意图；图7为本专利技术实施例提供的短波信道稀疏化装置的具体硬件结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。由于短波信道存在严重的多径衰落，导致信号传输质量受到严重影响，如果短波通信系统能够准确的获得短波信道状态信息，就能够有效的抵抗多径衰落。在实际的短波通信系统中，信道状态信息的获取是通过信道估计来实现的，纵然短波信道中的无线多径信道的多径分量的数量较多，但是大部分多径分量的能量近似为零，仅有少数的多径分量具有较大的能量，也就是说短波信道中无线多径信道通常能够表现为稀疏性；而稀疏多径信道的能量主要集中在其中很少的几根径上，或者说信道脉冲响应的主要抽头个数远远小于信道的长度。在短波信道的无线多径信道估计的研究中，很多物理实验证实了短波信道中无线多径信道是稀疏信道，通常规定短波信道中多径衰落信道为2径信道，即短波信道模型对应的抽头系数中仅有2个幅值较大的抽头，这2个抽头占据了短波信道主要的信道能量。因而对短波信道进行信道估计，可以将短波信道脉冲响应进行稀疏表示。而常规的信道估计方法，比如自相关信道估计方法是无法对短波信道进行稀疏表示的，因而，本专利技术实施例期望利用短波信道中无线多径信道的稀疏特性提出一种短波信道稀疏化的方法，期望不仅能够更加精确地反应真实信道状态，而且还能够利用信道的稀疏性，以减小均衡的复杂度，提升短波数据传输系统的整体性能。参见图1，其示出了本专利技术实施例提供的一种短波通信系统1的组成示意图，该系统1可以包括发送端11以及接收端12；发送端11将信源产生的信号依次进行信道编码、交织、加扰及调制，随后按照图2所示的帧结构形成用于传输的信号帧；如图2所示，发送端11可以在相邻的数据DATA部分中插入训练序列UW，从而形成信号帧；最后发送端11将信号帧通过短波信道13进行传输。而接收端12通过短波信道13获取到接收信号后，根据接收信号做信道估计获得短波信道脉冲响应，然后对该信道脉冲响应进行信道稀疏化处理，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种短波信道稀疏化的方法，其特征在于，所述方法包括：基于接收信号中的第一训练序列和已知的第二训练序列，通过设定的估计策略获取接收信号中未知数据的信道脉冲响应；基于所述接收信号中未知数据的信道脉冲响应，获取用于表征信道信噪比的描述参数；根据所述描述参数与设定的误差门限之间的数值关系，利用所述接收信号中未知数据的信道脉冲响应的幅值平方从两个备选门限值中确定信道脉冲响应门限值；基于所述接收信号中未知数据的信道脉冲响应中每个抽头系数的幅值平方与所述信道脉冲响应门限值的数值关系，将所述接收信号中未知数据的信道脉冲响应进行稀疏化，获得稀疏化的信道脉冲响应值。

【技术特征摘要】
1.一种短波信道稀疏化的方法，其特征在于，所述方法包括：基于接收信号中的第一训练序列和已知的第二训练序列，通过设定的估计策略获取接收信号中未知数据的信道脉冲响应；基于所述接收信号中未知数据的信道脉冲响应，获取用于表征信道信噪比的描述参数；根据所述描述参数与设定的误差门限之间的数值关系，利用所述接收信号中未知数据的信道脉冲响应的幅值平方从两个备选门限值中确定信道脉冲响应门限值；基于所述接收信号中未知数据的信道脉冲响应中每个抽头系数的幅值平方与所述信道脉冲响应门限值的数值关系，将所述接收信号中未知数据的信道脉冲响应进行稀疏化，获得稀疏化的信道脉冲响应值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于接收信号中的第一训练序列和已知的第二训练序列，通过设定的估计策略获取接收信号中未知数据的信道脉冲响应，包括：对所述第一训练序列以及所述第二训练序列进行自相关运算，获得训练序列处的信道脉冲响应；针对所述训练序列处的信道脉冲响应，通过设定的线性插值算法进行估计，获得接收信号中未知数据的信道脉冲响应w(n)。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述接收信号中未知数据的信道脉冲响应，获取用于表征信道信噪比的描述参数，包括：基于所述第一训练序列y(n)、所述第二训练序列x(n)以及所述接收信号中未知数据的信道脉冲响应w(n)，通过下式获取所述第一训练序列和所述第二训练序列之间的误差e(n)：其中，为卷积运算符；根据所述第一训练序列和所述第二训练序列之间的误差e(n)以及下式，获取所述第一训练序列和所述第二训练序列之间的均方误差Jn：Jn＝|e(n)|2。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述接收信号中未知数据的信道脉冲响应，获取用于表征信道信噪比的描述参数，包括：基于所述第一训练序列y(n)、所述第二训练序列x(n)以及所述接收信号中未知数据的信道脉冲响应w(n)，通过下式获取所述第一训练序列和所述第二训练序列之间的误差e(n)：其中，为卷积运算符；根据所述第一训练序列和所述第二训练序列之间的误差e(n)以及下式，获取所述第一训练序列和所述第二训练序列之间的代价函数Jω：其中，0＜λ＜1代表遗忘因子。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述描述参数与设定的误差门限之间的数值关系，利用所述接收信号中未知数据的信道脉冲响应的幅值平方从两个备选门限值中确定信道脉冲响应门限值，包括：根据下式确定所述接收信号中未知数据的信道脉冲响应的幅值平方Eh：其中，*为共轭运算符；比较所述描述参数与所述设定的误差门限th_re：相应于所述描述参数大于所述误差门限th_re时，根据所述接收信号中未知数据的信道脉冲响应的幅值平方Eh，将下式所表征的第一备选门限确定为所述信...

【专利技术属性】
技术研发人员：马卓，王路玲，杜栓义，封化龙，张龙，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61