HF信道复包络参数估计法原理.pdf

HF 信道复包络参数估计法原理 杨习宇 北京邮电大学信息工程学院，北京（100876 ） E-mail：yxy12a@ 摘 要：本文通过研究了短波信道中的两种典型的选择性衰落，给出了利用复包络法计算信 道的多普勒展宽和多径展宽的公式推导，并利用Watterson 信道模拟器来模拟短波信道，验 证利用公式计算和实际信道参数的误差，并对误差进行分析。 关键词：自适应通信，复包络法，多普勒展宽，多径展宽，Watterson 信道模拟器 1. 引言 进入80 年代以来，在短波通信技术方面，通过对短波传输，电离层特性和信道特性的 深入研究，短波自适应通信取得了一系列成果，使短波通信在克服多径衰落、多普勒频移、 提高通信质量和可靠性方面取得了突破性的进步，短波通信进入了信息传输的新阶段。短波 [4] 。从狭义上来讲，自适应技术 自适应通信包括实时信道估值技术（RTCE ）和自适应技术 主要是指频率自适应[3] 。本文通过对现有RTCE 方法进行比较，给出了复包络参数估计法[1] 的公式推导和计算机仿真结果，为第二代和第三代短波自适应系统的链路质量分析（LQA ） 提供了理论依据。 2. 实时信道估值 短波通信由于电离层电特性的随机变化，引起传播路径和能量吸收的随机变化，使得接 收电平呈现不规则变化，接收端信号振幅总是呈现忽大忽小的随机变化，即产生衰落。一般 而言衰落包括大尺度衰落、中尺度衰落和小尺度衰落。三种衰落的示意图如图 1 所示。其中， 小尺度衰落又称快衰落，主要指时间选择性衰落和频率选择性衰落。引起这两种衰落的原因 分别是多普勒频移和多径时延。 路径损失 慢衰落 率 功 号 信 d B 快衰落 距离（对数） 图1 三种尺度衰落示意图 短波实时信道估值技术（RTCE ）也称实时信道探测技术，它是频率自适应的基础和关 键，也是其他自适应技术的基础。RTCE 通过实时测量一组信道的参数并利用得到的参数值 来定量描述信道的状态和对传输某种通信业务的能力。主要的测量参量是：信噪比、多普勒 展宽、多径展宽等。测量的方法常用的有：复包络法、脉冲法、Chirp 法、8FSK 法。这四 - 1 - 种探测体制的区别如表1 所示（表中S 为信号能量，M 为多径展宽，D 为多普勒展宽，BER 为比特误码率）。 表1 各种信道测量方法比较[5] 性能 发射功率 信号带宽 抗干扰 隐蔽性 探测时间 探测参量 复杂性 类别 复包络法 小 小 强 差 长 S ，M ，D 简单 脉冲法 大 大 差 差 短 S ，M 中 Chirp 法 小 小 强 好 中等 电离图，S，M 复杂 8FSK 中 中 中 差 较长