波特间隔线性反馈微波通信分集接收技术

谌友军

摘 要：当前的微波通信中，运用微波通信分集接收技术可以避免出现多径干扰的情况，并且更高的实现了信道均衡的现象。另外，在发射功率以及宽带等方面也都获得了良好的性能。但是在使用传统方法进行微波通信分集跟踪的过程中，主要是采用了自适应均衡技术，这一技术只能应用在两点直线间无障碍物时，并不能满足多途径的分集接收。当信号出现交叉的现象时，跟踪效果就会大打折扣。目前相关工作者提出了一种全新的分集接收技术，这一技术可以在复杂的通信环境中得以运用，并且误码率也大大的降低了。本文将重点研究这一技术的运用。

关键词：混响；微波通信；分集技术

当前，微波通信技术发展迅猛，在各个探测领域均有所涉猎。微波通信指的是波长在1mm与1m之间的电磁波，早在上世纪50年代就得到了应用，并且在短时间内占据了长途通信50%以上的比例。微波通信的特点在于不需要固体介质，因此在点对点通信的过程中具有一定的复杂性以及强多径的特性。微波通信的信号在进行分集处理的过程中，可以有效的提升合并效益，在复杂背景下也能保证接收能力，为通信质量提供一定的帮助。本文重点介绍了这样的一种微波通信分集接收技术，以深海环境为例，对其进行阐述。

1 微波通信信道模型的建立

以深海背景为例，在其中运用微波通信分集接收技术，在此之前应该建立起相应的模型，这与传统的技术相比具有一定的差异性，在遵循CSMA/CA信道访问MAC协议的基础上，可以将每一个时帧节点所携带的信息进行确认，判断是否存在繁忙的现象，如果遇到繁忙的情况，就需要等待下一个时段。如果超出的空闲时间过长，那么时帧节点就会自行发送信息，在信道中，如果所发送的信息出现冲突，此时竞争窗口会按照相应的规律出现增加的情况，以达到最大竞争窗口值。每一个时帧节点要想获得同等的访问信道的机会，就需要在竞争窗口中将初始值设置为最小的竞争窗口值。以此作为一个重要的参数来判断是否具有同等的概率。

运用自适应均衡技术对微波通信分集进行跟踪，在两点间的直线距离中不出现无障碍混响的情况下，微波通信分集就可以顺利的接收到信息，但是却不能将其传输到汇聚点中，这一问题的出现主要是因为宽带无效占用量过大，并且出现能量浪费的现象。在这种情况下，最佳的处理方式就是要将信道的占用概率进行进一步划分，保证父节点要高于子节点。信道在进行接收与传输的过程中，主要产生了上行以及下行两方面的信道。可以满足逻辑变换以及物理传输的作用。

在波特间隔均衡的基础上对微波通信协议进行设计，可以进一步提升信道的连通性。在建立微波通信协议分集信道的过程中，选取传输树中随意的一个非根节点，这一节点不仅需要起到携带信息的作用，同时还要满足对子节点信息进行传输的功能，如果距离汇聚点之间的距离较近，那么子节点需要承担的信息发送任务也会随之增加。在传统微波通信新型均衡的过程中，主要运用的方法为空间分集技术，这一技术的应用只能使用一个信道，所以不断提升通信状态的基础上，需要对这一技术予以进一步的改进，这样才能更好的实现接收信息的作用。

2 微波通信分集接收算法的实现

运用自适应均衡技术在微波通信中进行分集跟踪，这一技术是不能适用于在多途分集的情况下进行跟踪的，所以信道在交叉时就不能获得理想的效果。在同一微波信号的前提下，不同独立衰落复制品进行加工并且对其处理，要想对信号进行分离就可以运用波特间隔线性反馈技术，这一技术的运用主要是将支路信号采取同相粗加，以此达到预期的效果。图1中为分集接收机的框图，其中主要分为两个具有抽头的延迟滤波器，其中一个延迟滤波器是前向滤波器，另外一个是反向滤波器，这两种滤波器可以与最佳间隔均衡器相互匹配。若选用同微波码元速率的T间隔均衡器是不能产生匹配滤波器的。在图中可以看出，信号处在分离的状态时，采用波特间隔线性反馈技术能够更好的实现信号同相想加的目的。

3 仿真实验与性能测试

为了测试本文提出的基于波特间隔线性反馈的微波通信分集接收技术在强混响背景噪声下的微波通信性能，采用模拟仿真实验的方法进行性能测试，测试背景为深海微波通信背景，背景干扰中含有大量的混响噪声，信混比最低达到-3OdB，通信环境非常恶劣。反馈系数（C20-C0）为100000000000000001001。采用本文方法进行微波通信波束形成实验，在微波通信信号频带分别为2～4kHz、2～6kHz、2～8kHz、2～10kHz下的到微波信号分集波束形成结果如图2所示。从结果分析可见，信号自相关的δ（t）相似度分别为1.60dB、3.55dB、5.32dB、6.84dB，所以随着带宽的增大，深海环境下微波信号的自相关逐渐逼近于δ（t），提高了波束形成的垂直指向性，误码率从16.21%降低为0.98%。实验结果证明本文方法在微波通信分集处理后对通信误码率有很好的降低效果，性能卓越。

图2 微波通信分集波束形成仿真结果

4 结束语

本文研究了深海强信混比下的微波通信的信道优化和分集均衡接收技术，提出一种基于比特间隔线性反馈的微波通信分集技术，建立微波通信信道模型，进行了基于波特间隔均衡的微波通信协议设计，最后采用波特间隔线性反馈技术实现支路信号同相相加，正好抵消衰落的相位偏移，达到瞬态集中的目的。实验表明采用该算法能有效提高波束形成的垂直指向性，能在强信混比干扰下提高微波通信质量，误码率得到大幅度降低，在水声通信系统设计等领域具有很好的应用价值。

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