波特間隔線性反饋微波通信分集接收技術

諶友軍

摘 要：當前的微波通信中，運用微波通信分集接收技術可以避免出現多徑干擾的情況，并且更高的實現了信道均衡的現象。另外，在發射功率以及寬帶等方面也都獲得了良好的性能。但是在使用傳統方法進行微波通信分集跟蹤的過程中，主要是采用了自適應均衡技術，這一技術只能應用在兩點直線間無障礙物時，并不能滿足多途徑的分集接收。當信號出現交叉的現象時，跟蹤效果就會大打折扣。目前相關工作者提出了一種全新的分集接收技術，這一技術可以在復雜的通信環境中得以運用，并且誤碼率也大大的降低了。本文將重點研究這一技術的運用。

關鍵詞：混響；微波通信；分集技術

當前，微波通信技術發展迅猛，在各個探測領域均有所涉獵。微波通信指的是波長在1mm與1m之間的電磁波，早在上世紀50年代就得到了應用，并且在短時間內占據了長途通信50%以上的比例。微波通信的特點在于不需要固體介質，因此在點對點通信的過程中具有一定的復雜性以及強多徑的特性。微波通信的信號在進行分集處理的過程中，可以有效的提升合并效益，在復雜背景下也能保證接收能力，為通信質量提供一定的幫助。本文重點介紹了這樣的一種微波通信分集接收技術，以深海環境為例，對其進行闡述。

1 微波通信信道模型的建立

以深海背景為例，在其中運用微波通信分集接收技術，在此之前應該建立起相應的模型，這與傳統的技術相比具有一定的差異性，在遵循CSMA/CA信道訪問MAC協議的基礎上，可以將每一個時幀節點所攜帶的信息進行確認，判斷是否存在繁忙的現象，如果遇到繁忙的情況，就需要等待下一個時段。如果超出的空閑時間過長，那么時幀節點就會自行發送信息，在信道中，如果所發送的信息出現沖突，此時競爭窗口會按照相應的規律出現增加的情況，以達到最大競爭窗口值。每一個時幀節點要想獲得同等的訪問信道的機會，就需要在競爭窗口中將初始值設置為最小的競爭窗口值。以此作為一個重要的參數來判斷是否具有同等的概率。

運用自適應均衡技術對微波通信分集進行跟蹤，在兩點間的直線距離中不出現無障礙混響的情況下，微波通信分集就可以順利的接收到信息，但是卻不能將其傳輸到匯聚點中，這一問題的出現主要是因為寬帶無效占用量過大，并且出現能量浪費的現象。在這種情況下，最佳的處理方式就是要將信道的占用概率進行進一步劃分，保證父節點要高于子節點。信道在進行接收與傳輸的過程中，主要產生了上行以及下行兩方面的信道。可以滿足邏輯變換以及物理傳輸的作用。

在波特間隔均衡的基礎上對微波通信協議進行設計，可以進一步提升信道的連通性。在建立微波通信協議分集信道的過程中，選取傳輸樹中隨意的一個非根節點，這一節點不僅需要起到攜帶信息的作用，同時還要滿足對子節點信息進行傳輸的功能，如果距離匯聚點之間的距離較近，那么子節點需要承擔的信息發送任務也會隨之增加。在傳統微波通信新型均衡的過程中，主要運用的方法為空間分集技術，這一技術的應用只能使用一個信道，所以不斷提升通信狀態的基礎上，需要對這一技術予以進一步的改進，這樣才能更好的實現接收信息的作用。

2 微波通信分集接收算法的實現

運用自適應均衡技術在微波通信中進行分集跟蹤，這一技術是不能適用于在多途分集的情況下進行跟蹤的，所以信道在交叉時就不能獲得理想的效果。在同一微波信號的前提下，不同獨立衰落復制品進行加工并且對其處理，要想對信號進行分離就可以運用波特間隔線性反饋技術，這一技術的運用主要是將支路信號采取同相粗加，以此達到預期的效果。圖1中為分集接收機的框圖，其中主要分為兩個具有抽頭的延遲濾波器，其中一個延遲濾波器是前向濾波器，另外一個是反向濾波器，這兩種濾波器可以與最佳間隔均衡器相互匹配。若選用同微波碼元速率的T間隔均衡器是不能產生匹配濾波器的。在圖中可以看出，信號處在分離的狀態時，采用波特間隔線性反饋技術能夠更好的實現信號同相想加的目的。

3 仿真實驗與性能測試

為了測試本文提出的基于波特間隔線性反饋的微波通信分集接收技術在強混響背景噪聲下的微波通信性能，采用模擬仿真實驗的方法進行性能測試，測試背景為深海微波通信背景，背景干擾中含有大量的混響噪聲，信混比最低達到-3OdB，通信環境非常惡劣。反饋系數（C20-C0）為100000000000000001001。采用本文方法進行微波通信波束形成實驗，在微波通信信號頻帶分別為2～4kHz、2～6kHz、2～8kHz、2～10kHz下的到微波信號分集波束形成結果如圖2所示。從結果分析可見，信號自相關的δ（t）相似度分別為1.60dB、3.55dB、5.32dB、6.84dB，所以隨著帶寬的增大，深海環境下微波信號的自相關逐漸逼近于δ（t），提高了波束形成的垂直指向性，誤碼率從16.21%降低為0.98%。實驗結果證明本文方法在微波通信分集處理后對通信誤碼率有很好的降低效果，性能卓越。

圖2 微波通信分集波束形成仿真結果

4 結束語

本文研究了深海強信混比下的微波通信的信道優化和分集均衡接收技術，提出一種基于比特間隔線性反饋的微波通信分集技術，建立微波通信信道模型，進行了基于波特間隔均衡的微波通信協議設計，最后采用波特間隔線性反饋技術實現支路信號同相相加，正好抵消衰落的相位偏移，達到瞬態集中的目的。實驗表明采用該算法能有效提高波束形成的垂直指向性，能在強信混比干擾下提高微波通信質量，誤碼率得到大幅度降低，在水聲通信系統設計等領域具有很好的應用價值。

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