諶友軍

摘 要：當(dāng)前的微波通信中，運(yùn)用微波通信分集接收技術(shù)可以避免出現(xiàn)多徑干擾的情況，并且更高的實(shí)現(xiàn)了信道均衡的現(xiàn)象。另外，在發(fā)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(tǒng)方法進(jìn)行微波通信分集跟蹤的過程中，主要是采用了自適應(yīng)均衡技術(shù)，這一技術(shù)只能應(yīng)用在兩點(diǎn)直線間無障礙物時(shí)，并不能滿足多途徑的分集接收。當(dāng)信號(hào)出現(xiàn)交叉的現(xiàn)象時(shí)，跟蹤效果就會(huì)大打折扣。目前相關(guān)工作者提出了一種全新的分集接收技術(shù)，這一技術(shù)可以在復(fù)雜的通信環(huán)境中得以運(yùn)用，并且誤碼率也大大的降低了。本文將重點(diǎn)研究這一技術(shù)的運(yùn)用。

關(guān)鍵詞：混響；微波通信；分集技術(shù)

當(dāng)前，微波通信技術(shù)發(fā)展迅猛，在各個(gè)探測(cè)領(lǐng)域均有所涉獵。微波通信指的是波長(zhǎng)在1mm與1m之間的電磁波，早在上世紀(jì)50年代就得到了應(yīng)用，并且在短時(shí)間內(nèi)占據(jù)了長(zhǎng)途通信50%以上的比例。微波通信的特點(diǎn)在于不需要固體介質(zhì)，因此在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信的過程中具有一定的復(fù)雜性以及強(qiáng)多徑的特性。微波通信的信號(hào)在進(jìn)行分集處理的過程中，可以有效的提升合并效益，在復(fù)雜背景下也能保證接收能力，為通信質(zhì)量提供一定的幫助。本文重點(diǎn)介紹了這樣的一種微波通信分集接收技術(shù)，以深海環(huán)境為例，對(duì)其進(jìn)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(yùn)用微波通信分集接收技術(shù)，在此之前應(yīng)該建立起相應(yīng)的模型，這與傳統(tǒng)的技術(shù)相比具有一定的差異性，在遵循CSMA/CA信道訪問MAC協(xié)議的基礎(chǔ)上，可以將每一個(gè)時(shí)幀節(jié)點(diǎn)所攜帶的信息進(jìn)行確認(rèn)，判斷是否存在繁忙的現(xiàn)象，如果遇到繁忙的情況，就需要等待下一個(gè)時(shí)段。如果超出的空閑時(shí)間過長(zhǎng)，那么時(shí)幀節(jié)點(diǎn)就會(huì)自行發(fā)送信息，在信道中，如果所發(fā)送的信息出現(xiàn)沖突，此時(shí)競(jìng)爭(zhēng)窗口會(huì)按照相應(yīng)的規(guī)律出現(xiàn)增加的情況，以達(dá)到最大競(jìng)爭(zhēng)窗口值。每一個(gè)時(shí)幀節(jié)點(diǎn)要想獲得同等的訪問信道的機(jī)會(huì)，就需要在競(jìng)爭(zhēng)窗口中將初始值設(shè)置為最小的競(jìng)爭(zhēng)窗口值。以此作為一個(gè)重要的參數(shù)來判斷是否具有同等的概率。

運(yùn)用自適應(yīng)均衡技術(shù)對(duì)微波通信分集進(jìn)行跟蹤，在兩點(diǎn)間的直線距離中不出現(xiàn)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?shù)絽R聚點(diǎn)中，這一問題的出現(xiàn)主要是因?yàn)閷拵o效占用量過大，并且出現(xiàn)能量浪費(fèi)的現(xiàn)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(jìn)行進(jìn)一步劃分，保證父節(jié)點(diǎn)要高于子節(jié)點(diǎn)。信道在進(jìn)行接收與傳輸?shù)倪^程中，主要產(chǎn)生了上行以及下行兩方面的信道?？梢詽M足邏輯變換以及物理傳輸?shù)淖饔谩?/p>

在波特間隔均衡的基礎(chǔ)上對(duì)微波通信協(xié)議進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以進(jìn)一步提升信道的連通性。在建立微波通信協(xié)議分集信道的過程中，選取傳輸樹中隨意的一個(gè)非根節(jié)點(diǎn)，這一節(jié)點(diǎn)不僅需要起到攜帶信息的作用，同時(shí)還要滿足對(duì)子節(jié)點(diǎn)信息進(jìn)行傳輸?shù)墓δ?，如果距離匯聚點(diǎn)之間的距離較近，那么子節(jié)點(diǎn)需要承擔(dān)的信息發(fā)送任務(wù)也會(huì)隨之增加。在傳統(tǒng)微波通信新型均衡的過程中，主要運(yùn)用的方法為空間分集技術(shù)，這一技術(shù)的應(yīng)用只能使用一個(gè)信道，所以不斷提升通信狀態(tài)的基礎(chǔ)上，需要對(duì)這一技術(shù)予以進(jìn)一步的改進(jìn)，這樣才能更好的實(shí)現(xiàn)接收信息的作用。

2 微波通信分集接收算法的實(shí)現(xiàn)

運(yùn)用自適應(yīng)均衡技術(shù)在微波通信中進(jìn)行分集跟蹤，這一技術(shù)是不能適用于在多途分集的情況下進(jìn)行跟蹤的，所以信道在交叉時(shí)就不能獲得理想的效果。在同一微波信號(hào)的前提下，不同獨(dú)立衰落復(fù)制品進(jìn)行加工并且對(duì)其處理，要想對(duì)信號(hào)進(jìn)行分離就可以運(yùn)用波特間隔線性反饋技術(shù)，這一技術(shù)的運(yùn)用主要是將支路信號(hào)采取同相粗加，以此達(dá)到預(yù)期的效果。圖1中為分集接收機(jī)的框圖，其中主要分為兩個(gè)具有抽頭的延遲濾波器，其中一個(gè)延遲濾波器是前向?yàn)V波器，另外一個(gè)是反向?yàn)V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(chǎn)生匹配濾波器的。在圖中可以看出，信號(hào)處在分離的狀態(tài)時(shí)，采用波特間隔線性反饋技術(shù)能夠更好的實(shí)現(xiàn)信號(hào)同相想加的目的。

3 仿真實(shí)驗(yàn)與性能測(cè)試

為了測(cè)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(shù)在強(qiáng)混響背景噪聲下的微波通信性能，采用模擬仿真實(shí)驗(yàn)的方法進(jìn)行性能測(cè)試，測(cè)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(dá)到-3OdB，通信環(huán)境非常惡劣。反饋系數(shù)（C20-C0）為100000000000000001001。采用本文方法進(jìn)行微波通信波束形成實(shí)驗(yàn)，在微波通信信號(hào)頻帶分別為2～4kHz、2～6kHz、2～8kHz、2～10kHz下的到微波信號(hào)分集波束形成結(jié)果如圖2所示。從結(jié)果分析可見，信號(hào)自相關(guān)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(huán)境下微波信號(hào)的自相關(guān)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(shí)驗(yàn)結(jié)果證明本文方法在微波通信分集處理后對(duì)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(jié)果

4 結(jié)束語

本文研究了深海強(qiáng)信混比下的微波通信的信道優(yōu)化和分集均衡接收技術(shù)，提出一種基于比特間隔線性反饋的微波通信分集技術(shù)，建立微波通信信道模型，進(jìn)行了基于波特間隔均衡的微波通信協(xié)議設(shè)計(jì)，最后采用波特間隔線性反饋技術(shù)實(shí)現(xiàn)支路信號(hào)同相相加，正好抵消衰落的相位偏移，達(dá)到瞬態(tài)集中的目的。實(shí)驗(yàn)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(qiáng)信混比干擾下提高微波通信質(zhì)量，誤碼率得到大幅度降低，在水聲通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用價(jià)值。

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