高频信道自适应信号检测技术的研究及应用

【摘要】： 长期以来，由于短波通信的固有特点，它一直是我国重要通信手段之一，特 别在军事通信方面尤为重要。无论过去、现在或将来它都是我军通信不可缺少的 重要组成部分。短波信道高速数字信息传输是通信与电子系统领域的重要研究课 题。本文以短波信道高速数据传输技术为研究背景，着重介绍了作者在短波信道 自适应信号检测技术研究、短波调制解调器设计与实现等方面所做的工作及若干 新思想、新成果。首先，根据短波信道的特点，分析了对信号传输的影响，结合 多进制相位调制方式，给出了短波信道等效基带摸型和等效话带模型。针对短波 信道的输出可等效为输入信号与信道单位冲激响应的卷积这一特性，构造了卷积 型同态滤波器结构，研究自适应信道估值、估值内插梳状滤波、复对数数值分析 相位延伸等问题，减小多径信号的影响、改善了输出信号质量、得出了有益的结 论。以判决反馈均衡器（DFE）为结构，提出了分数间隔混合型算法的联合估值判 决反馈均衡技术和对均衡器抽头系数进行控制的方法，简化了系统结构，减小了 运算量，防止均衡器出现发散、提高了均衡器抗突发干扰和深衰落的能力，对高 速调制解调器的研究与实现有积极的意义。从最大似然序列检测（MLSE）理论出 发，提出了一种准最大似然序列检测（NMLSE）方案。研究了多种简化方法及变步 长的LMS梯度算法与预测算法相结合的信道估值器，从而使信道状态的估值更趋 于合理值，简化了系统结构，减少了运算量，具有理论研究与实际应用意义。基 于最小均方误差和（LSSE）准则，研究了短块式数据检测技术（SBE），使用已知的训 练符号，对信道参数进行实时跟踪并且对数据进行检测。采用LMS梯度算法对 HF信道冲激响应作出估值，得到信道参数矩阵方程，去掉DDE技术中限制的条 件，训练块和源数据块长度可相应减少。采用判决反馈的形式和简化的Cholesky 矩阵分解算法，降低了复杂度，提高了数据传输速率和通过率，是一种具有应用 前景的自适应信号检测方法。最后，以高速数字信号处理芯片为主体，采用串行 体制和多种抗干扰技术，设计并实现了短波串行体制调制解调器的样机。进行了 实验室性能测试和短波信道线路试验，达到指标要求。