基于临界空间的多通道相干加权补偿方法与流程

本发明属于航空远程临界空间遥控遥测通信技术，是一种基于多通道信号能量相关补偿、提升信噪比及相关检测的方法，该方法是在目前mimo多通道的基础上，根据临界空间的特性进行的算法优化及处理，该方法在多通道同时接收、高速移动的情况下，基于相控阵对多个信道进行想干处理，主要应用于航空高速飞行器遥控遥测领域。

背景技术：

1、临界空间是距地面20～100公里的空域，包含有平流层。航空远程临界空间遥控遥测通信技术是航空领域一个重要发展方向，在临界空间飞行器速度超过3马赫，并且平流层对通信的散射作用，使得临界空间飞行器的遥控遥测技术与地面和深空通信有着不同的信道特性，因此根据临界空间特性，及高速移动特性，对目前现有的多通道解析进行了优化，根据平流层的散射特性，对多信道进行相干计算，估算每个信道特性进行加权补偿计算。

2、近年来，国内外在临界空间遥控遥测技术上有了很大进步，如何有效利用平流层散射特性，及高速移动特性，是技术提升的关键，对信道的仿真及多信道预测综合计算在国内外都是一个具有重要意义的研究课题。

技术实现思路

1、本发明的发明目的在于提供一种基于临界空间的多通道相干加权补偿方法，由基于临界空间多通道收发设备实施，可以让设备达到最佳的接收和发送效果，为高速飞行器在临界空间提供最佳的遥测遥控方案。

2、本发明的发明目的通过以下技术方案实现：

3、一种基于临界空间的多通道想干加权补偿方法，包含以下步骤：

4、步骤a、配备4组以上的通道，初始化通道；

5、步骤b、将各通道按照顺序组成接收矩阵，将通道接收到的电磁波进行4倍以上的过采样处理，将采样后的信号根据固定的帧格式头进行均值化处理后得出一阶采样特性，并将多通道的一阶特性放入到接收矩阵中，对一阶采样信号特性进行转秩后进行二阶相干处理，计算得出均值特性；

6、步骤c、经过二次相干处理后，将信道特性按照均值进行三阶相干处理，运算得出偏差特性；

7、步骤d、根据一阶、二阶和三阶的相干特性分别计算出各信道的幅度、相位和延迟特性进行补偿，完成信道预估；

8、较佳地，步骤a中，初始化通道包含使各通道同步，并进行四倍以上码元的转换速率、并进行大带宽滤波。

9、较佳地，步骤d中，首先根据一阶相干特性计算出各信道由于散射所产生的不同的信道延迟，完成时延修正后，根据二阶、三阶的相干特性得出各通道的相位和幅度的特性，当补偿的相位和幅度产生的二阶和三阶特性趋于稳定后，信道预估完成。

10、较佳地，还包含步骤e、根据信道特性，选择两个稳定信道并且幅值补偿较小的通道做为差分发射信道。

11、较佳地，步骤e中，差分发送信道选择差分调制或差分编码。

12、较佳地，在一阶采样特性中，根据实际的设计情况设置帧头的位置标志，为步骤d的时延补偿模计算和步骤e的双通道选择提供实时更新标志。

13、本发明的有益效果在于：

14、(1)设计根据平流层对电磁波的散射特性，充分的利用电磁波多通道接收，对通道进行不同预估加权，对高速飞行器来说，只要设置合适的时间补偿窗口将大幅度提升算法性能。

15、(2)设计了三次相干估计机制，对时间补偿后的电磁波进行三阶相干，通过三阶特性，判断信道预估的性能，三阶特性越稳定，信道预估越准确，信噪比越大，对算法提升越明显。

技术特征：

1.一种基于临界空间的多通道想干加权补偿方法，其特征在于包含以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于临界空间的多通道想干加权补偿方法，其特征在于步骤a中，初始化通道包含使各通道同步，并进行四倍以上码元的转换速率、并进行大带宽滤波。

3.根据权利要求1所述的一种基于临界空间的多通道想干加权补偿方法，其特征在于步骤d中，首先根据一阶相干特性计算出各信道由于散射所产生的不同的信道延迟，完成时延修正后，根据二阶、三阶的相干特性得出各通道的相位和幅度的特性，当补偿的相位和幅度产生的二阶和三阶特性趋于稳定后，信道预估完成。

4.根据权利要求1所述的一种基于临界空间的多通道想干加权补偿方法，其特征在于还包含步骤e、根据信道特性，选择两个稳定信道并且幅值补偿较小的通道做为差分发射信道。

5.根据权利要求4所述的一种基于临界空间的多通道想干加权补偿方法，其特征在于步骤e中，差分发送信道选择差分调制或差分编码。

6.根据权利要求4所述的一种基于临界空间的多通道想干加权补偿方法，其特征在于在一阶采样特性中，根据实际的设计情况设置帧头的位置标志，为步骤d的时延补偿模计算和步骤e的双通道选择提供实时更新标志。

技术总结本发明公开了一种基于临界空间的多通道想干加权补偿方法，配备4组以上的通道，将各通道按照顺序组成接收矩阵，将通道接收到的电磁波进行4倍以上的过采样处理，将采样后的信号根据固定的帧格式头进行均值化处理后得出一阶采样特性，并将多通道的一阶特性放入到接收矩阵中，对一阶采样信号特性进行转秩后进行二阶相干处理，计算得出均值特性；将信道特性按照均值进行三阶相干处理，运算得出偏差特性；根据一阶、二阶和三阶的相干特性分别计算出各信道的幅度、相位和延迟特性进行补偿，完成信道预估。本发明通过三阶特性，判断信道预估的性能，三阶特性越稳定，信道预估越准确，信噪比越大，对算法提升越明显。技术研发人员：彭文攀,李金喜,褚胤杰,杨婷,张亦居,李文莉受保护的技术使用者：中国航空无线电电子研究所技术研发日：技术公布日：2024/6/18