短波通信信道均衡算法综述

探讨短波通信中的自适应信道均衡技术作者：王艳芹梁波来源：《科学与信息化》2019年第13期摘要短波通信具有较高的抗摧毁能力和自主通信能力，并且不会消耗大量资金便可完成信息的传输，即使有突发情况或战争的发生，距离较远，也不会影响其传输信息的能力，是十分灵活与便捷的。

但是其也存在诸多缺点与漏洞，而克服这些缺陷最好的办法是依靠自适应均衡技术来弥补短波通信过程中的缺陷，本文对自适应均衡技术进行研究与研讨，为其在短波通信中的应用起到参考作用。

关键词短波通信；自适应均衡技术；概念；应用；分析卫星通信容易受到干扰，但是在短波通信中引入自适应均衡技术，既能够节约信息传输的成本，又有利于后期的维护工作，并且自适应均衡技术的实用性更强。

短波通讯的传播介质很难被影响，目前越来越全球化，在我国科学技术日益发展的带动下，即使发生战争，也绝不会被影响，可见这一网络信息通信领域的后起之秀是多么的重要。

1 短波通讯的特点在战争时期，从古至今，信息的传递都是十分重要的，信息传递的速度与真实性可以决定一个国家的生死存亡，但是战争时期，信息传递通常会被干扰或者截断，导致信息无法及时传播。

但随着科技的进步，越来越先进的技术被逐渐发明，这一问题也得到了有效解决。

对于网络与资源的共享，移动通信还无法做到，但是随着短波应通讯的出现，这一现象得到了改善。

短波通讯操作灵活，不会消耗大量的资金就可以完成该项技术的完善，即使传播距离十分遥远，也可以准确无误地完成通信，而且传播通讯过程中不容易被干扰，在党政军民警之间，部队与地方公用短波资源得到了有效的实现，由于通讯的便捷，进而也使生产工作能够顺利进行得到了保证。

但是短波通信在传播过程中，也不是尽善尽美的，会时常因为频率的衰弱影响通信的质量，这是便需要自适应均衡技术来控制通信过程中的频率[1]。

2 自适应均衡器结构选择的概述均衡器的最初始的形态是不被认可的，线性的形式导致应用效果的差强人意。

根据不断地科研与创新，均衡器出现了两种新的形式，皆是非线性的。

短波通信中的自适应均衡技术研究摘要：文中给出了均衡问题的数学描述，综述了实现均衡的方法，讨论了基于LMS和基于RLS的自适应均衡算法。

关键词：短波通信；自适应均衡；算法短波通信主要使用国际无线电咨询委员会（CCIR）划分的九个无线电通信频段中的第7频段——高频频段（包括3至30MHz），因此，短波通信又常称为高频通信。

短波通信可以利用地被，但主要要是利用天波。

无线电波沿地球表面传播的部分称为地被（或地表波）。

短波地波受地面吸收而衰减的程度，比长波和中波大，而且受地面电气特性的影响也较大，故短波地波只适用于近距离通信。

短波通信技术成熟，传播距离远，不需转发器就可实现超视距通信，体积小、成本低，被广泛地应用于政府、气象、商业等部门。

近年来，卫星、光纤通信等技术发展迅速，可实现大带宽、高质量的远距离传输，在很多性能上优于短波通信，一度出现短波通信受冷落的局面。

但相对于卫星易毁性的缺点，短波通信有其不可替代的优势：具有不易被摧毁的中断系统——电离层，因此短波通信重新被人们所重视。

随着数字信号处理、微处理器的发展和各种新技术如：自适应选频、自适应均衡、自适应速率控制等的应用，使得短波通信在克服多径衰落，改善通信质量，提高频率利用率和可通率方面取得了突破性进展[1]。

一、短波信道模型在短波信道上现有的被广泛接受的信道模型是窄带小于12kHz。

短波信道为时变多径衰落信道，典型的有：独立瑞利衰落模型、相关瑞利衰落模型、时变多径模型和Watterson模型。

广泛使用的Watterson模型是CCIR推荐的一种短波信道模型，但是它属于窄带信道模型，其有效带宽小于12KHz。

在Watterson模型的基础上人们作了改进，拓展成宽带模型。

但是这些改进的模型都不具有完整的理论分析和实测验证，因而并不具有权威性。

但是它们在一定条件下是可以适用的，因此研究这些模型有一定的使用价值。

本文中短波信道模型就是基于Watterson模型建立起来的。

短波通信的均衡技术研究短波通信具有传输距离远、传播介质不会被摧毁等优势,在军事和应急通信等方面得到广泛应用,近年来,采用多种自适应技术的数字化短波电台得到较大的发展。

由于短波信号传输中会经历电离层的多次反射、折射以及传输媒介的时变特性,造成严重的多径效应和衰落效应,使信号传输出现严重的码间干扰,必须采用有效的对抗码间干扰处理手段保证信号的传输质量。

论文在对短波信道特性分析的基础上,研究多种均衡算法与结构在短波通信中应用优势与存在问题,提出一种适用于短波通信的均衡方案。

论文主要工作有:①结合短波信道的传播特性和数学模型,利用ITU-R的标准建立了短波信道模型,对短波信道中的多径效应、衰落、多普勒频移和扩散以及噪声干扰等进行了模拟与仿真。

②对均衡器的各种结构和算法进行了讨论和分析,结合的3G-ALE短波电台对突发波形在短波信道上进行传输的标准,基于前面所建立的短波信道模型,对各种均衡算法进行了性能仿真与分析比较。

③基于数字短波电台的需要,为降低均衡器的实现复杂度和占用资源,论文提出了一种由LMS算法和改进QR-RLS算法相结合的DFE结构的均衡方案。

由于信道的时变特性,前馈滤波器必须具有较高的跟踪能力,因此采用改进QR-RLS算法,能够快速有效的跟踪信道变化,从而抵消码间干扰;后馈滤波器对信道的跟踪能力要求偏低,因此采用LMS算法就能达到良好的效果,能够将前馈均衡器中未抵消完的码间干扰进一步抑制掉。

分析与仿真研究表明,论文设计的均衡方案能够保证系统均衡要求,与传统均衡方案相比,降低了计算复杂度、占用资源更少,同时也具备较高的稳定性。

论文研究基于短波通信系统对均衡方案进行分析和设计,相关方法和结果可进一步推广应用到其它通信系统的均衡设计和自适应滤波研究中。

通信系统中的信道均衡算法研究随着移动通信和无线通信的快速发展，信道均衡成为了通信领域中一个非常重要的研究方向。

信道均衡算法是通过调整接收信号的加权系数，来消除信道带来的影响，从而使接收信号更加稳定。

本文将从信道均衡的背景、算法原理以及应用领域等多个方面探讨信道均衡算法的研究进展以及未来的发展方向。

一、信道均衡的背景在移动通信中，不同的信道会引起不同的干扰和噪声，而接收端接收到的信号也会受到信道影响，出现信号失真、噪声、抖动等问题。

为了解决这些问题，信道均衡算法应运而生，通过对接收信号进行加权系数调整，将信道引起的影响消除或降低，从而恢复原始信号的稳定性。

二、信道均衡的算法原理信道均衡算法的原理是根据所采集到的信号信息、信道特性和误差状态等因素，利用数学模型或者算法进行加权系数修正，从而使得接收的信号更加稳定和准确。

常见的信道均衡算法包括MMSE算法、共轭梯度算法、最大似然估计算法等。

其中，MMSE算法是常用的线性信道均衡算法，它通过对接收端的信号进行预测和修正，对干扰和噪声进行抑制，从而达到信道均衡的目的。

共轭梯度算法则是一种非线性均衡算法，主要用于MIMO多输入多输出系统中的信道均衡，它通过对接收信号进行反演来消除信道影响，提高系统的传输效率。

三、信道均衡的应用领域信道均衡算法主要应用于移动通信、数字电视、音频信号处理等领域。

在移动通信中，信道均衡算法主要用于提高无线信号的可靠性和传输效率，降低传输误码率。

在数字电视领域，信道均衡算法则主要用于针对不同信道条件进行均衡最优化处理，从而提高接收效果。

在音频信号处理领域，信道均衡算法则主要用于优化语音通信质量，提高语音传输的清晰度和可靠性。

四、信道均衡算法的发展趋势未来，信道均衡算法的研究方向主要集中在以下几个方面：1.非线性信道均衡算法的研究。

非线性信道均衡算法的研究将成为未来的发展趋势，其主要可以通过深度学习、神经网络等算法进行解决。

2.多级均衡算法的应用。

TECHNOLOGY AND INFORMATION信息化技术应用8 科学与信息化2021年2月上短波通信中的自适应信道均衡技术分析谈新雅南京熊猫汉达科技有限公司 江苏 南京 210014摘 要 短波通信具备了较强的抗摧毁和自主通信能力，并且其消耗资金相对较少，能够在较短时间之内完成相关信息的传输。

尤其是在一些特殊情况下，即使距离较远，也能够完成信息传输工作。

但是任何一个事物在研究过程中，都需要正视其中所存在的弊端。

若想能够有效避免因其弊端存在而导致相关问题的发生，便需要充分借助到均衡技术的优势，降低这些缺陷对工作所产生的影响。

由此可见：研究短波通信中的自适应信道均衡技术具有积极的社会意义。

希望本篇文章的发表能够对相关工作人员产生一定启示，以此来推动短波通信的深层次应用与发展。

关键词 短波通信；自适应信道；均衡技术短波通信的应用和人民的生活产生了巨大关系。

当前阶段，在天气预报、信号传递、信号传送等多个领域和行业中已经得到了较为广泛的应用。

根据相关调查和研究可以发现：在进行短波通信过程中，因为各种因素影响，导致信息在传输过程中出现了失真现象，甚至在部分工作环节中还出现了数据丢失问题，严重影响了其积极作用的有效发挥。

为此，在今后工作中，需要结合短波通信中所出现的各种问题，对其进行针对性解决，并且结合均衡技术的优势，为短波通信的顺利实施创造有利条件。

1 自适应均衡器技术概述1.1 自适应均衡技术基本原理当前阶段，在自适应均衡技术应用中，常见结构主要有横向结构、格型结构，并且通过其他一系列的延迟线相结合，形成一个较为完整的自适应均衡结构。

其中，最为常见的便是横向均衡器。

在应用均衡技术工作中，若想能够有效发挥其积极作用，便需要充分考虑到整个平台构建和费用消耗等方面的内容。

线性横向均衡器作为当前阶段工作中应用比较简单方便并且限制性作用较小的均衡器，主要结合了前馈延时技术的优势，并结合多项式计算方式的积极作用，完成对相关函数和数据的传输[1]。

短波通信系统自适应信道均衡技术应用研究作者：王高峰来源：《中国新通信》 2018年第5期【摘要】随着无线通信系统应用范围的增加，人们对通信质量的要求也变得越来越高。

基于此，本文主要从平方根卡尔曼算法、LS 格型算法入手，分析自适应信道均衡技术的算法，并从横向均衡器、DFE 均衡器两方面，细化阐述短波通信系统自适应信道均衡技术的应用，以期丰富自适应信道均衡技术方面的研究，促进短波通信的良性发展。

【关键词】短波通信系统自适应信道均衡技术 DFE 均衡器前言：短波通信以基于电离层介质的空气传播、基于大地介质的地传播为基本传播方式。

其中，电离层传播凭借自身的远距离传输功能得到了广泛应用。

从应用效果来看，通信渠道路径退步、路径衰落是短波通信面临的主要问题。

这些问题的存在不仅影响了信号传输效率，还对通信中的数据安全构成了一定的威胁。

对此，可借助自适应信道均衡技术进行解决。

一、自适应信道均衡技术的算法结合实际状况可知，自适应信道均衡技术的算法主要包含以下几种：1、平方根卡尔曼算法。

这种算法是指，通过分解误差斜方阵因式的方式，将误差矩阵中的数学对称结构计算出来。

由于这种算法是基于卡尔曼算法、快速卡尔曼算法产生的，因此，平方根卡尔曼算法仍然以卡尔曼算法原理为基本原理，且保留了卡尔曼算法的便利性及高效性特征[1]。

在实际的通信过程中，若抽头数量低于12，可认为：平方根卡尔曼算法在准备工作耗时、计算量这两方面均优于LS 格型算法。

2、LS 格型算法。

这种算法的处理特性良好，且具有减少总工作量的功能，其可为自适应均衡技术提供较高的工作效率及收敛速度。

LS 格型算法的优点为：可参照均衡器不同阶层的反向误差、前向误差开展正交分解，保障所有每一种处理结果均不会对上一阶层的数据运算产生干扰作用。

二、短波通信系统自适应信道均衡技术应用这里主要从以下几方面入手，对短波通信系统自适应信道均衡技术的应用进行分析：2.1 横向均衡器方面短波通信系统自适应均衡技术是横向均衡器的关键技术。

短波通信中的自适应信道均衡技术作者：赵禹智来源：《科学导报·学术》2020年第68期【摘要】社会发展中，信息高速交互需求明显提升，短波通信被渗透在各个领域中。

但是为保证短波信号传输质量，还应确保短波通信期间信道的均衡。

因此，文章对短波通信中，自适应信道均衡技术的实践展开讨论，以此优化短波通信方案，减少短波信道内部的信号干扰。

【关键词】自适应;短波通信;信道均衡;技术引言：短波通信与人们日常生活息息相关，其基本介质为电离层、通信端口的地面。

但随着短波通信渠道的扩展，信号衰落问题尤为突出，要求相关人员应用自适应信道均衡技术，针对性解决短波信号抗干扰问题，保证短波通信期间数据、信息传输的可靠性。

一、短波通信相关概述短波通信属于无限电通信技术，通信过程中波长通常会控制在10～100m，波长频率在3～30MHz。

相较于中波通信、长波通信，短波可借助天波、物体表面波传播通信数据，且在传播过程中，因短波高频率、易被地面吸收特点，短波通信抗损能力强。

但短波表面波传播距离较短，所以常用语广播设备通信、短距离交互终端通信。

但是在技术人员通过电离层促进短波反射时，短波通信可转变为天波，整体频率增高，继而可在较长距离中连接无线通信装置[1]。

二、短波通信中自适应信道均衡技术需求电离层反射是短波通信的作用机理，并且在电离层支撑短波进行无线通信时，电离层本身的色散、不均匀、随机、各向异性等特点，可确保短波通信稳定性，使其时空性介质不被为外界因素摧毁。

但是，短波传输期间，其传输信道衰落现象明显，信号频率会伴有较为明显的选择性衰落现象，导致通信信号易受干扰[2]。

自适应信道均衡技术是短波通信系统的关键技术，可进一步确保短波信道运行可靠性，减少外部环境、内部码间对通信信道的干扰。

然而在应用自适应信道均衡技术时，仍需基于LS格型算法，改变短波通信系统内信道计算量，优化系统通信信号处理特性，提升信道均衡、自动收敛效率。

在该算法的支撑下，短波通信可借助自适应信道均衡技术，快速处理信号传输中的反向误差，灵活运用均衡器，分离信道层数据，保证短波信道内部信号作用的模块性、整体性。

第3章 信道均衡算法3.1 引言自适应型的滤波器有两种能力：自主学习能力和自主跟踪能力。

不同的优化标准准则的约束下，根据不同的性能要求，自适应型的滤波选用的算法可以归结为两类：递推最小二乘(简称RLS)算法、最小均方误差(简称LMS)算法。

在最小均方误差标准约束下，为了得到滤波器的输出信号与滤波器的期望信号两者间的最小的均方误差()2E e n ⎡⎤⎣⎦，我们使用LMS 算法。

在最小二乘准则标准约束下，为了得到估计误差的最小的加权平方和()21||n n i i e i λ-=∑，我们采用RLS 算法，并设定了带有权比的向量()W n 。

阶跃因子为λ，也就是遗忘因子，并且01λ<≤。

很多经典的自适应滤波的算法都是从以上两个准则的基础上导出的。

3.2 不同类别的信道均衡算法应用在自适应型的滤波器中3.2.1 自适应滤波的最小均方误差算法最小均方误差算法的优点明显：整个过程需要的计算少，实现起来十分方便。

使用最小均方误差算法中的最速下降法时，我们用到的迭代公式如下错误！未找到引用源。

：()()()()T e n d n X n W n =- （3-1）()()()()12W n W n e n X n μ+=+ （3-2）设步长因子μ，设自适应型的滤波器在n 时的权向量()W n ，设n 时刻的输入端的信号矢量表示为()()()(),1, (1)n x n x n x n L =--+⎡⎤⎣⎦X ，设自适应型的滤波器长度为L 。

定义期望信号是()d n ，误差信号是()e n ，噪声信号是()v n 。

已知该使用该算法达到收敛的条件是：max 10μλ<<，定义自相关矩阵的最大特征值max λ是系统输入信号的最大特征值。

自适应型的滤波算法有三项最重要的指标：使用的时变系统在最开始的收敛速度、得到稳定状态后测量误差和是否有能力继续跟踪。

噪声信号在大部分情况下都是在输入端产生的，为了能有效的处理噪声，该算法会产生参数失调噪声，并且偏移噪声的大小取决于噪声信号。

・38・电脑迷电子技术2016年2期1 简述短波通信短波通信与人民的日常生活联系十分紧密，一直在天气预报、信息传递、信号传送等众多领域发挥着巨大的作用。

短波通信主要包含了以大地为介质的地传播方式和以电离层为介质的空气传播，地传播有效的实现了短距离区域之间的信息传递，而电离层传播有效的实现了远距离之间的信息传递。

除此之外，其也摆脱了复杂的地势等不利因素的影响，传播速度更加便捷与迅速。

但从实际的工作过程中发现，短波通信渠道上存在着路径衰落与退步的问题，这使得信息在传递过程中出现了严重的失真和数据丢失，严重的降低了信号传输效率。

其次，这种衰落会随时间产生不同频率的变化，极易产生各种不良干扰数据码。

正是由于上述问题的存在，自适应信道均衡技术应运而生，成为短波通信中必不可少的辅助性技术。

2 简述自适应信道均衡技术自适应信道均衡技术的关键在于其找到了一种最为准确和有效的数据计算方法。

这种算法是建立在实际的均衡细数调节值基础上的，可以通过递推原则实时的掌握住短波通信中散色特性的变化情况。

通过实时的数据监测可以有效的减少不良的干扰因素影响从而消除在频带利用率、误码效用率和实际传输效率等问题。

3 自适应信道均衡技术众所周知，自适应信道均衡算法是自适应信道均衡技术的开展关键，一套精准有效的自适应信道均衡算法可以在很大程度上提升自适应信道均衡技术的整体应用。

在实际的工作过程中存在着多种计算方法，但使用最为广泛和有效的就是LS 格型算法和平方根卡尔曼算法，两者具有各自的优点和局限性：3.1 LS 格型算法LS 格型算法的一个最为鲜明的特点就是其可以将据衡器各阶上的前向误差和反向误差进行正交分解，这样处理后的结果是后面每一个阶层上的数据增加变化情况都不会影响到在其前面每一阶层上的数据运算，具有独立性和模块性。

LS 格型算法具有很好的处理特性，减少了工作量，提升了总体技术的收敛速度和工作效率。

3.2 平方根卡尔曼算法平方根卡尔曼算法主要是应用了误差斜方阵的因式分解知识，从而计算出误差矩阵中的数学对称结构。

一种提高短波数据通信速率的信道均衡算法田伟;周新力;龚岳州;吴建刚【摘要】According to channel spread and fading caused by micro multi-path interference in high frequecny（HF） channel,the time-varying channel coefficient of data directed equalization algorithm DDEA（VCC-DDEA）in narrow-band HF single serial tone channel communication is proposed.VCC-DDEA abandons the hypothesis that the channel coefficients are constant for DDEA in the frame and obtains conspicuous performance improvement compared to DDEA.The data rate is improvedby lengthening user data in the frame,which can improve data rate upto 15% for the same bit error rate（BER） performance.Simulation validates the efficiency of VCC-DDEA and feasibility for improving data rate.%针对短波信道微观多径干扰引起信道的扩展,提出了窄带短波单音串行数据通信模式下的时变信道系数信道均衡算法（VCC-DDEA）;该算法屏弃了传统（DDEA）算法中信道系数在一帧数据范围内恒定的假设,相对DDEA算法性能有显著提高。

短波信道自适应均衡的分步卡尔曼滤波
何平
【期刊名称】《电波科学学报》
【年(卷),期】1989(004)002
【摘要】引言实践表明,对于短波信道高速率数传的最大障碍是多径传播而引起的码间串扰,自适应均衡技术则是克服此障碍的有效方法。

目前已有各种均衡算法。

其中平方根卡尔曼算法则更由于其具行收敛速度快、稳定性好的优点而引人注目,但不幸的是此算法的运算量大。

对具有 N 个抽头的均衡器来说,每完成一次迭代需进行1.5N^2次复乘(除)运算。

则当 N较大时,就对微处理器的实现增加了困难,实用性降低。

本文从平方根 Kalman 算法的原理出发,提出了分步平方根 Kalman 算法,降低了运算量并减少了存贮空间,从而对实际实现提供了一个有效的途径。

【总页数】5页(P45-49)
【作者】何平
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TN926.2
【相关文献】
1.频率选择性瑞利衰落信道中自适应均衡和信道估计的性能分析 [J], 刘冬生;郭恺强;肖晓朋;
2.一种短波信道自适应均衡算法的研究 [J], 向倩;孙洪;茹国宝;甘良才
3.短波信道平方根卡尔曼自适应均衡算法研究 [J], 常宁;于宏毅
4.基于帧数据处理技术的短波信道自适应均衡研究 [J], 周新力;田伟;刘华章
5.短波信道的分步平方根卡尔曼滤波 [J], 何平
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