1.本发明涉及通信技术领域，具体而言，涉及一种适用于毫米波数据链的均衡方法、介质及装置。
背景技术：2.随着通信技术的发展，数据链被广泛应用到实战中，并不断进行改进和完善，在现在战争中发挥着重要的作用。从军兵种独立作战到联合作战。这些作战需求的变化，对作战信息的通信传输提出了新的要求。现有的数据链存在传输速率低，延时大等问题，不适应未来信息化作战需求。传统的无线通信技术已经很难满足我们的需求。同时，低频段的频率资源也日趋紧张。在此背景下，毫米波通信技术以其超高的速率和丰富的频率资源，开始受到越来越多的关注。
3.为了将毫米波应用于数据链系统，需要解决毫米波条件下的信道均衡的问题。在毫米波数据链系统中，数据带宽大，采样率高，采用时域均衡方法时，算法处理流程复杂，计算量大，工程实现难；同时，在毫米波高速传输下，信道微小的变化也会影响传输质量，在以往只采用前导的导频设计，很难实时反映信道质量。因此需要设置特殊的导频结构。
技术实现要素：4.本发明旨在提供一种适用于毫米波数据链的均衡方法、介质及装置，以解决采用时域均衡方法时存在计算量大、处理流程复杂、工程实现难以及导频设计的问题。
5.本发明提供的一种适用于毫米波数据链的均衡方法，包括如下步骤：
6.步骤1：获取信道估计参数hv和导频位置参数，设置fft变换长度l；
7.步骤2：利用导频数据估计信道噪声方差δn；
8.步骤3：对信道估计参数hv进行长度为l的fft变换，得到信道估计参数的频域表示h
est
；
9.步骤4：利用信道噪声方差δn以及信道估计参数的频域表示h
est
计算频域均衡因子firh；
10.步骤5：利用频域均衡因子firh对输入数据s
in
进行频域均衡，得到中间结果s
t
；
11.步骤6：对中间结果s
t
进行截取，得到最终均衡结果s
out
。
12.进一步的，步骤1中所述导频位置参数包括前导位置索引ph、中间导频位置pm以及后导位置索引p
l
。
13.进一步的，步骤2包括如下子步骤：
14.步骤2.1：根据导频位置参数，从输入数据s
in
中选取出导频数据s
p
；
15.步骤2.2：将选取出的导频数据s
p
与发送的原始导频数据sb进行共轭相乘，得到s
est
；再对s
est
取方差，得到信道噪声方差δn，表示为：
16.δn＝var(s
p
.*conj(sb))
17.其中，var表示取方差操作，conj表示取共轭操作。
18.进一步的，步骤3包括如下子步骤：
19.步骤3.1：根据fft变换长度l对信道估计参数hv进行补零，使得补零后的信道估计参数hv长度为l；
20.步骤3.2：对补零后的信道估计参数hv进行长度为l的fft变换，得到信道估计参数的频域表示h
est
。
21.进一步的，步骤4中利用信道噪声方差δn以及信道估计参数的频域表示h
est
计算频域均衡因子firh的方法为：
[0022][0023]
其中，abs表示取绝对值操作。
[0024]
进一步的，步骤5中利用频域均衡因子firh对输入数据s
in
进行频域均衡的方法为：
[0025]st
＝ifft(fft(s
in
).*firh)
[0026]
其中，ifft表示进行逆快速傅里叶变换，fft表示进行快速傅里叶变换。
[0027]
进一步的，步骤6中对中间结果s
t
进行截取的方法为：
[0028]
按照输入数据s
in
的长度对中间结果s
t
进行截取，得到最终均衡结果s
out
。
[0029]
本发明还提供一种计算机终端存储介质，存储有计算机终端可执行指令，所述计算机终端可执行指令用于执行上述的适用于毫米波数据链的均衡方法。
[0030]
本发明还提供一种计算装置，包括：
[0031]
至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述的适用于毫米波数据链的均衡方法。
[0032]
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
[0033]
本发明在频域进行均衡处理，简化算法处理流程、降低计算量，从o(n2)的计算量降低到o(nlogn)，同时工程实现上，频域均衡能够用快速傅里叶变换(fft)实现，而目前主流的fpga芯片都能够调用fftip核，能够实现快速开发，降低工程实现难度。
附图说明
[0034]
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0035]
图1为本发明实施例中适用于毫米波数据链的均衡方法的流程图。
[0036]
图2为本发明实施例中导帧结构示意图。
[0037]
图3为16qam调制方式下未均衡的星座映射图。
[0038]
图4为16qam调至方式下采用本发明的适用于毫米波数据链的均衡方法以后的星座映射图。
具体实施方式
[0039]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例
中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0040]
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0041]
实施例
[0042]
如图1所示，本实施例提出一种适用于毫米波数据链的均衡方法，包括如下步骤：
[0043]
步骤1：获取信道估计参数hv和导频位置参数，设置fft变换长度l；
[0044]
步骤2：利用导频数据估计信道噪声方差δn；
[0045]
步骤3：对信道估计参数hv进行长度为l的fft变换，得到信道估计参数的频域表示h
est
；
[0046]
步骤4：利用信道噪声方差δn以及信道估计参数的频域表示h
est
计算频域均衡因子firh；
[0047]
步骤5：利用频域均衡因子firh对输入数据s
in
进行频域均衡，得到中间结果s
t
；
[0048]
步骤6：对中间结果s
t
进行截取，得到最终均衡结果s
out
。
[0049]
具体地：
[0050]
步骤1：获取信道估计参数hv和导频位置参数，设置fft变换长度l；其中，如图2所示，所述导频位置参数包括前导位置索引ph、中间导频位置pm以及后导位置索引p
l
。
[0051]
步骤2：利用导频数据估计信道噪声方差δn：
[0052]
步骤2.1：根据导频位置参数，从输入数据s
in
中选取出导频数据s
p
；
[0053]
步骤2.2：将选取出的导频数据s
p
与发送的原始导频数据sb进行共轭相乘，得到s
est
；再对s
est
取方差，得到信道噪声方差δn，表示为：
[0054]
δn＝var(s
p
.*conj(sb))
[0055]
其中，var表示取方差操作，conj表示取共轭操作。
[0056]
步骤3：对信道估计参数hv进行长度为l的fft变换，得到信道估计参数的频域表示h
est
：
[0057]
步骤3.1：根据fft变换长度l对信道估计参数hv进行补零，使得补零后的信道估计参数hv长度为l；
[0058]
步骤3.2：对补零后的信道估计参数hv进行长度为l的fft变换，得到信道估计参数的频域表示h
est
。
[0059]
步骤4：利用信道噪声方差δn以及信道估计参数的频域表示h
est
计算频域均衡因子firh：
[0060][0061]
其中，abs表示取绝对值操作。
[0062]
步骤5：利用频域均衡因子firh对输入数据s
in
进行频域均衡，得到中间结果s
t
：
[0063]st
＝ifft(fft(s
in
).*firh)
[0064]
其中，ifft表示进行逆快速傅里叶变换，fft表示进行快速傅里叶变换。
[0065]
步骤6：对中间结果s
t
进行截取，得到最终均衡结果s
out
：由于中间结果s
t
包含补零的长度，需要进行截取。因此，按照输入数据s
in
的长度对中间结果s
t
进行截取，得到最终均衡结果s
out
。
[0066]
下面结合仿真实验对本发明的效果进一步说明。
[0067]
仿真参数设置如下表所示：
[0068]
参数名数据长度信噪比前导位置中导位置后导位置fft长度参数设置53620db1：1020：10：520528：5364096
[0069]
采样16qam的调制方式，分别进行仿真，未均衡的星座映射图如图3所示，采用上述适用于毫米波数据链的均衡方法以后的星座映射图如图4所示，可以明显看出，进行采用本发明进行频域均衡以后，星座映射图有明显提升，星座点更集中。按照上述参数，本发明的适用于毫米波数据链的均衡方法进行频域均衡的计算量大概需要进行14786次乘法运算，如果采用时域均衡方法，大概需要287296次乘法运算，频域均衡相比于时域均衡，计算量降低了大概19倍。
[0070]
此外，在一些实施例中，提出一种计算机终端存储介质，存储有计算机终端可执行指令，所述计算机终端可执行指令用于执行如前文实施例所述的适用于毫米波数据链的均衡方法。计算机存储介质的示例包括磁性存储介质(例如，软盘、硬盘等)、光学记录介质(例如，cd-rom、dvd等)或存储器，如存储卡、rom或ram等。计算机存储介质也可以分布在网络连接的计算机系统上，例如是应用程序的商店。
[0071]
此外，在一些实施例中，提出一种计算装置，包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如前文实施例所述的适用于毫米波数据链的均衡方法。计算装置的示例包括pc机、平板电脑、智能手机或pda等
[0072]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
技术特征：1.一种适用于毫米波数据链的均衡方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：获取信道估计参数h
v
和导频位置参数，设置fft变换长度l；步骤2：利用导频数据估计信道噪声方差δ
n
；步骤3：对信道估计参数h
v
进行长度为l的fft变换，得到信道估计参数的频域表示h
est
；步骤4：利用信道噪声方差δ
n
以及信道估计参数的频域表示h
est
计算频域均衡因子firh；步骤5：利用频域均衡因子firh对输入数据s
in
进行频域均衡，得到中间结果s
t
；步骤6：对中间结果s
t
进行截取，得到最终均衡结果s
out
。2.根据权利要求1所述的适用于毫米波数据链的均衡方法，其特征在于，步骤1中所述导频位置参数包括前导位置索引p
h
、中间导频位置p
m
以及后导位置索引p
l
。3.根据权利要求2所述的适用于毫米波数据链的均衡方法，其特征在于，步骤2包括如下子步骤：步骤2.1：根据导频位置参数，从输入数据s
in
中选取出导频数据s
p
；步骤2.2：将选取出的导频数据s
p
与发送的原始导频数据s
b
进行共轭相乘，得到s
est
；再对s
est
取方差，得到信道噪声方差δ
n
，表示为：δ
n
＝var(s
p
.*conj(s
b
))其中，var表示取方差操作，conj表示取共轭操作。4.根据权利要求3所述的适用于毫米波数据链的均衡方法，其特征在于，步骤3包括如下子步骤：步骤3.1：根据fft变换长度l对信道估计参数h
v
进行补零，使得补零后的信道估计参数h
v
长度为l；步骤3.2：对补零后的信道估计参数h
v
进行长度为l的fft变换，得到信道估计参数的频域表示h
est
。5.根据权利要求4所述的适用于毫米波数据链的均衡方法，其特征在于，步骤4中利用信道噪声方差δ
n
以及信道估计参数的频域表示h
est
计算频域均衡因子firh的方法为：其中，abs表示取绝对值操作。6.根据权利要求5所述的适用于毫米波数据链的均衡方法，其特征在于，步骤5中利用频域均衡因子firh对输入数据s
in
进行频域均衡的方法为：s
t
＝ifft(fft(s
in
).*firh)其中，ifft表示进行逆快速傅里叶变换，fft表示进行快速傅里叶变换。7.根据权利要求6所述的适用于毫米波数据链的均衡方法，其特征在于，步骤6中对中间结果s
t
进行截取的方法为：按照输入数据s
in
的长度对中间结果s
t
进行截取，得到最终均衡结果s
out
。8.一种计算机终端存储介质，存储有计算机终端可执行指令，其特征在于，所述计算机终端可执行指令用于执行如权利要求1-7中任一权利要求所述的适用于毫米波数据链的均衡方法。9.一种计算装置，其特征在于，包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存
储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1-7中任一权利要求所述的适用于毫米波数据链的均衡方法。
技术总结本发明提供一种适用于毫米波数据链的均衡方法、介质及装置，所述方法包括：步骤1：获取信道估计参数h
技术研发人员：邹江波 卜智勇 赵梦韵 耿敏
受保护的技术使用者：成都中科微信息技术研究院有限公司
技术研发日：2022.06.14
技术公布日：2022/11/1
